配置CRB600H高强箍筋混凝土柱抗震与轴压性能研究

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CRB600H高延性冷轧带肋钢筋具有高强度、高延性、造价低的特点,拥有广阔的应用前景。为分析配置CRB600H级箍筋混凝土柱抗震和轴压性能,采用数值模拟方法展开了系统研究。主要研究内容如下:(1)在Open SEES中采用Nonlinear Beam Column单元与零长度剪切弹簧和转动弹簧单元串联,建立了考虑弯-剪耦合效应以及纵筋粘结滑移效应的数值分析模型。通过文献试验验证了使用Open SEES软件建立的钢筋混凝土柱有限元模型的准确性。(2)采用经试验验证的有限元分析模型,研究轴压比、剪跨比等因素对CRB600H级箍筋约束混凝土柱的承受往复荷载下抗震性能的影响,并以HRB400级箍筋柱进行对比分析。结果表明:轴压比越大,构件水平抗剪承载能力有所提高,但延性和耗能会变差;随着剪跨比增加,构件的水平抗剪承载能力降低,但具有更好的延性和抗倒塌能力;CRB600H级和HRB400级箍筋柱,两者承载力接近,但CRB600H级箍筋柱延性和抗震性能更好。(3)运用ABAQUS软件建立经试验验证的分析模型,通过扩大参数研究范围,对CRB600H级箍筋混凝土柱轴压性能系统研究。分析箍筋配置情况以及混凝土强度等影响因素,对于配置CRB600H级箍筋混凝土柱承载性能和延性的影响,并以HRB400级箍筋柱进行对比。结果表明:采用CRB600H级箍筋与HRB400级箍筋,构件的峰值承载力相差不大,但配置CRB600H级箍筋对构件的延性有所提升;配置井字形复合箍筋相比菱形复合箍筋与矩形箍筋承载能力和延性更好;构件的承载能力和延性性能,随着箍筋间距的缩减而得到提高;CRB600H级箍筋匹配更高强度混凝土,构件的承载能力得到显著提升,但破坏模式偏于脆性,削弱了构件的延性性能。最后,通过参数分析进行回归拟合,基于箍筋有效约束效应系数(keλt),提出了配置600MPa级高强箍筋混凝土柱的轴压承载力计算公式,与规范提出的承载力计算公式进行对比,所提的轴压承载力计算方法具有更好的精度,可为CRB600H级钢筋的应用与推广提供一定的理论帮助。
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