RC柱轴心受压动态破坏的尺寸效应研究

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钢筋混凝土结构设计规范中的设计方法主要是基于小尺寸构件的试验研究结果建立起来的,但是钢筋混凝土构件是存在尺寸效应的;同时,钢筋混凝土结构还会受到地震作用的影响,动力荷载作用到钢筋混凝土构件上时又会产生应变率效应。实际钢筋混凝土工程受到这些多重影响因素,但是在之前的试验研究中,综合考虑尺寸效应与应变率效应的很少。  为了研究地震作用下应变率对RC轴心受压试件的影响,对六根不同尺寸的钢筋混凝土短柱进行了不同加载速率下的轴心受压试验,应变率在地震作用的应变率10-5~10-2/s范围内;试件尺寸不同,可以考虑尺寸效应与应变率效应的综合影响。根据试验结果主要从荷载-位移曲线、延性和钢筋与混凝土应变等方面进行分析。  基于前人的研究结果,建立了综合考虑尺寸效应与应变率效应的本构关系模型,对试验结果进行了数值模拟,并且进行了对比。  根据承载力计算的三类基本方程,综合考虑了应变率效应与尺寸效应对材料的本构关系的影响,在原有规范承载力公式基础上进行修正,建立了综合考虑尺寸效应与应变率效应的钢筋混凝土短柱轴心受压承载力的计算公式;并且对修正公式的计算结果进行了验证。  研究结果表明,尺寸改变对RC柱轴心受压的破坏特征有影响,加载速度改变对RC柱轴心受压的破坏特征影响不明显,但是两者都不改变轴心受压钢筋混凝土试件的基本破坏特征;随着加载速率的提高,钢筋混凝土轴心受压柱的承载力也提高,受压承载力峰值处的位移有减小的趋势;当钢筋混凝土试件承受着较高的动态荷载作用时,不能只单一考虑尺寸效应或者应变率效应的影响,其承载能力是由尺寸与试件上应变率的大小共同决定的;建立的综合考虑尺寸效应与应变率效应的钢筋混凝土短柱轴心受压承载力的计算公式,经过验证证明可以更好的反应真实的钢筋混凝土柱轴心受力状况。
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