区域约束混凝土短柱正截面承载力分析.pdfVIP

第37卷第4期 贵州工业大学学报 (自然科学版) V0l_37No．4 2008年 5月 JOURNALOFGUIZHOUUNIVERSITYOFTECHN0LOGY Mav．2008 (NaturalScienceEdition、 文章编号：1009—0193(2008)04—0051一o4 区域约束混凝土短柱正截面承载力分析 曹新明，赵 林 (贵州大学职业技术学院，贵州贵阳550003) 摘 要：区域约束混凝土改变了构件的破坏形态，即使在小偏压情况下，也能保证构件为延性 破坏；与传统钢筋混凝土相比，区域约束混凝土有效提高了结构的延性及承载力，从而减小构 件截面，降低材料消耗，节约能源，提高结构安全度。就短柱正截面承载力问题进行了探讨，并 提出了相应计算方法。 关键词：区域约束混凝土；破坏形态；延性破坏；正截面承载力；计算方法 中图分类号：TU392．3；TU317．1 文献标识码 ：A 0 引 言 普通钢筋混凝土受压柱，配筋率及配箍率较低，混凝土的极限压应变取值因此也不高 (我国规范 ¨取值 轴心受压为0．002，偏心受压最大为0．0033)，这样，受压破坏时的破坏形态小偏心时表现为脆性，大偏心时 有一定的延性，但延性水平也不高，破坏是以混凝土压碎为标志。 大量的试验研究结果显示 j，混凝土在有 良好的约束情况下，极限压应变能有大幅度提高，在轴心受压 短柱试验情况下，测量到的承载力峰值应变达到0．017E3]，是规范取值的将近9倍。 区域约束 昆凝土柱在达峰值后，当承载力约为峰值的40％后，不再降低 ，而变形持续发展。 在混凝土结构中利用区域约束混凝土，可以大幅度提高混凝土延性及承载力，无论是大小偏心构件，都 可以保证受压混凝土的延性，并且，由于延性得到保证，可以降低可靠度指标，在不降低安全度的前提下，减 小构件截面，降低材料消耗，节约能源。 在普通混凝土柱中，为了避免柱子的脆性破坏 ，限制了最大配筋率。规范规定，柱子的纵向配筋率不得 大于5％．对于区域约束混凝土柱，由于延性得到保证，不宜再作最大配筋率的限制。根据已有的研究成果， 在合理的钢筋配置情况下，配筋率越高，延性越好。 对于抗震结构，规范作了轴压比的限制，这是为了保证混凝土延性，同时保证柱子的抗剪性能。而对于 区域约束混凝土柱，要想充分发挥约束后混凝土强度及延性性能，轴压比的限值似宜放宽，一是在保证足够 延性的情况下，混凝土约束后强度提高幅度较大(当约束后混凝土强度提高值低于20％时，试验结果表明， 试验值低于理论计算值或接近于非约束混凝土，故这里将约束强度提高值低于20％的约束混凝土称为不 良 约束混凝土，相应的约束称为不 良约束)，可以有效加以利用，二是，较大的轴压力会增强柱子的抗剪强度， 也对压弯构件的承载力有利。而要有效增加约束效果，考虑到施工的可行性，有必要采用高强度钢筋(强度 大于400MPa)作箍筋，否则会导致箍筋间距过密。 1 混凝土的应力应变关系 要确定柱子的承载力，首先需要确定混凝土的应力应变关系。由于区域约束混凝土极限压应变很大，按 照文献 [4]，其应力应变关系表示为： 当 ≤sd】时， 收稿 日期 ：2008—03—08 基金项 目：贵州省科学技术基金项 目(黔科字3042号) 作者简介：曹新明(1960一)，男，贵州贵阳人，副教授。研究方向：工程结构。 52 贵 州 工 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2008年 一 L 226 m 226＼47~0， ]‘ 当占c0 ≤4c0 … 小 -o．-87 】 (2) 当占4占c0