钢筋混凝土剪力墙延性研究.pdfVIP

钢筋混凝土剪力墙的延性研究素 吕文钱稼茹方鄂华 (清华大学土木工程系) Ⅱ提要l本文研究相对压区高度(轴压比)、端部约束箍筋和高宽比与剪力墙延性的关系。首先简要介 绍了10片相对压区高度为O．061甄O．443的剪力墙延性试验结果，然后建立了考虑端部混凝 土约束的剪力墙曲率延性计算方法．试验结果验证了计算方法的可靠性。用本文的计算方法 对影响剪力堵延性的因素进行了分析。试验和理论分析都表明，为保证剪力墙达到预定的延 链要求，应限制剪力墙的相对压区高度(轴压比)和设置约束边缘构件。 地震区的结构构件除应满足承载力和刚度要求之外，还应有良好的延性。为保证钢筋混 凝土柱的延性，我国规范对柱的轴压比怍了严格的限制。但对广泛用于地震区离层建筑的剪 力墙，规范并没有提出轴压比的限值。本文简要介绍了10片相对压区高度为0．061至0．443 的剪力墙试件的延性试验结果，建立了剪力墙曲率延性的计算方法，研究了诸因素与延性的 关系，并提出了为保证剪力墙的延性应限制相对压区高度(轴压比)和约束边缘构件的建议。 一、试验研究 荷载作用下的试验…”1： 清华大学土木工程系的其他研究者还进行了6片f为0．061～0．443 的剪力墙的试验。表1为lO个试件的基本参数，其中s卜1、Sw一3的数据取自文献[3]， 位移延性等抗震性能。表2列出了位移延性比的试验结果。 试验结果表明，对于剪跨比大于2的剪力墙，影响其延性的主要因素为{和端部约束范 围的含箍特征值缸。基本趋势为：#越太，延性越差：增大以有利于改善延性。 二、延性计算方法 为了进一步研究剪力墙的延性，本文进行了延性计算。计算的思路为：对给定几何尺寸、 材料特性及受力情况的剪力墙，计算截面屈服曲率≯，和极限曲率丸．得到曲率延性比心， 心=九／九i利用T．Paulay”1提出的公式计算位移延性比地，即； 如=3(0／％)(1一‘／2％X坳一1)+I (1) 式中 也——剪力墙的有效高度，k=2H／3； Ⅳ——剪力墙总高，Illlll； ‘清华大学校内基金资助项目 520一一、( 、 夕 ，p——塑性铰区高度，lp=(020+0．044H／k)k，m： k——剪力墙截面长度，mill。 计算心采用以下假定和约定：(1)应变沿截面高度的分布在变形后保持线性；(2)最外侧 受拉钢筋达到屈服应变时的截面曲率为屈服曲率九；(3)压区外纤维混凝土达到极限应变时 的截面曲率为极限曲率九；(4)计算截面混凝土的压力时，用等效矩形应力图代替实际的混 凝土压应力图形，混凝土平均压应力取o．74，0，等效矩形应力图形高x取为压区高度x。的0．8 倍：(5)钢筋采用理想弹塑性应力应变关系，不考虑强化。 (一)理论方法 将截面分成若于条带，用程序计算在一定轴向荷载作用下截面的弯矩曲率关系，由假定 (2)、(3)确定九和九。计算中，混凝土受拉采用线性应力应变关系，混凝土开裂后退出工作。 混凝土受压且不考虑箍筋约束作用时，采用规范应力应变曲线{”，方程为： ￡s0．002 … 一10．76fcu[2e／0．002一(s／0．002)2】 tZ) 。一10．76允0．002e_0．0033 应变关系。由文献[8]可知，影响混凝土应力应变关系的主要因素为混凝土强度和含箍特征值 x200nx zt(^t=P，，，／厶。，p。为体积配箍率，凡，为约束箍筋的屈服强度，厶，为200mm 200B混凝土立方体强度)。经计算发现，“越大，＆越大，而厶。对岛的影响不大，可忽略。 结果见图1。 曲线有两个特征