钢骨混凝土异形柱--不对称十字形截面正截面承载力试验的研究

钢骨混凝土异形柱--不对称十字形截面正截面承载力试验的研究 钢骨混凝土异形柱--不对称十字形截面正截面承载力 试验的研究 钢骨混凝土异形柱 ??不对称十字形截面正截面承载力试验研究 摘要 本文通过根钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱和根普通钢筋混 凝土不对称十字形截面异形柱在双向偏心压力作用下的试验研究,揭示了 钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的工作机理、破坏形态和极限承载 力,验证了平均应变的平截面假定,探讨了钢骨混凝土不对称十字形截面 异形柱构件破坏的一般规律,并与所制作的相同截面的普通钢筋混凝土异 形柱的极限承载力相比较,试验表明钢骨混凝土异形柱的极限承载力明显 提高。在此基础上,应用计算机程序,得到了钢骨混凝土不对称十字形截 面异形柱正截面承载力的卜及。一,相关曲线,运用该程序进行了 钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的极限承载力计算,并将试验实测结 果与程序计算结果进行比较,两者吻合较好。本文还对相同截面形式、配 筋形式及配筋率、混凝土等级、荷载加载点的普通钢筋混凝土异形柱和钢 骨混凝土异形柱的极限承载力进行比较,发现钢骨混凝土异形柱在截面型 钢配钢率不是很大的情况下,极限承载力明显提高。最后,进行了钢骨混 凝土异形柱的实用设计方法初探。 关键词:钢骨混凝土十字形截面双向偏心受压正截面强度 .. ? .. .】【硎 ?? , .., 仳 撕 时 廿?,锄? .. . 够 印 , 黟锄』 , ;一。 耐 .眦,..缸它圭 , 印., ... , 印够 , 印 ..撕 印够 印 ., ..印. ?\ : \印 ? 参 广西大掌硕士尊啦?论文 钢骨混期二匕异晃磷鲁不对獠十字彤截面正截面 承戢力试验研究 第一章绪论 .课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的来源及选题意义 近些年来,随着人们生活水平的提高和城市人口的增长,人们对住房条件的要求 越来越高,如更大的使用空问,跟美观的建筑造型及更便利的使用效果等,为满足这 些要求,出现了大量框架或框架剪力墙结构形式的高层和超高层建筑,传统的框架或 框架剪力墙结构通常采用矩形截面柱,当矩形柱的宽度大于柱与柱之间的隔墙时,柱 角将突出墙面,形成柱楞,这给房间的装修和家具的布置带来极大不便,同时也影响 了有效面积的利用,采用异形柱结构体系可以很好的解决这一问题。异形柱住宅与相 同建筑面积的矩形柱住宅相比,由于避免了柱楞的出现,可提高%左右的使用面积, 同时使建筑的布局更灵活;承受相同荷载的钢筋混凝土异形柱较一般的矩形柱截面积 减少%,混凝土用量减少%,工程造价更低;相同截面积的异形柱比矩形柱刚度更 大,抗震性能更好。 在结构总高低于,层数低于层,抗震设防度以下的条件下,异形柱结构 体系明显优于矩形柱或圆柱结构体系,但是随着层数的增加,荷载加大,根据设计要 求,异形柱的截面积也许增大,但是当异形柱的肢宽大于墙体厚度时,也同样会出现 柱楞现象,使得异形柱的优越性难以体现,为了在高层和超高层建筑中推广使用异形 柱框架结构体系,必须在相同截面积的条件下,提高异形柱的承载能力,这就需要采 用强度更高的材料作为异形柱的建筑材料,一方面可以采用高强混凝土来提高异形柱 的抗压性能,另一方面通过提高配钢率来防止异形柱的受拉破坏,所以采用钢骨混凝 土异形柱能够满足上述要求。 本课题来源于广西科技厅年科技攻关项目桂科攻,项目的名称 为:钢骨混凝土异形柱框架应用研究。 .钢骨混凝土结构的应用和研究钢骨漶凝土异形桂不对独十字形截面正截面承载力试验研究 广西大掌硕士掌位论文 钢骨混凝土结构的研究始于世纪初欧美国家。起初钢结构外包混凝土只是做 防火和防腐处理,后来发现钢骨外包混凝土后强度和刚度大大提高,通过一系列的实 验研究,取得了许多研究成果,美国混凝土 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 一中写入了钢骨混凝土的设计 条款,欧洲规范中有专门的组合结构规范,前苏联电力部于年出版了劲性混凝 土设计规范,年日本出版了第一本钢骨混凝土计算 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,由于钢骨混凝土良好的 力学性能,己被广泛采用,尤其是一些多地震国家。据统计,日本年至年 建造的六层以上的建筑,钢骨混凝土结构房屋占总数的.%。国外建成的典型钢骨 混凝土建筑有:美国休斯顿第一城市大厦,层,高;休斯顿得克斯商业中心 大厦,层,高;休斯顿海湾大楼,层,高;日本北海饭店,层, 高;新加坡财政部办公大楼,层,高;雅加达中心大厦,层,高; 悉尼款特斯中心,高。 在欧美,年做了空腹式配钢即配角钢空间桁架的钢骨混凝土柱的 试验,已经发现混凝土的外壳能使柱的强度和刚度明显提高,同时抗震性能也比普通 得钢筋混凝土要好,据日本年的地震灾害统计,在调查的座~层的钢骨 混凝土结构建筑中,仅有座占.%发生轻微破坏。年加拿大开始做空 .等学 腹式配钢的型钢混凝土梁的试验,其后英国的..、美国的 者进行了大量试验研究。年,在理论研究和实践应用的基础上,由欧洲混凝土委 员会、欧洲钢结构协会、国际预应力联合会及国际桥梁与结 构工程协会共同组成的组合结构委员会颁布了世界上第一本最完整的组合 结构规范。 我国在钢骨混凝土结构方面的研究始于世纪年代,并对钢骨混凝土构件的 力学性能进行了实验研究,探讨各类构件的设计方法,于年冶金工业部颁发了 行业标准钢骨混凝土结构设计规程,年建设部颁发了钢骨混凝土组合结构技术规 程,并将钢骨混凝土应用到工程实践中,例如:京城大厦超高层建筑,北京香格里拉 饭店,高层,北京富富饭店,上海瑞金大厦,重庆枢纽楼层,高,为减 少自重和控制截面,采用了钢骨混凝土柱,经分析,与钢筋混凝土比较,柱截面减少 %,混凝土用量较少,自重减轻,结构抗震性能得到改善,建筑面积增 广西大掣啊甄士掌位试譬赶 钢骨漶并土异形桂不对瑚十字形截面正截面承载力剖验研究 加。 .异形柱的研究与应用现状 ..钢筋混凝土异形柱在国内的研究发展状况 对异形截面柱构件的研究则国内外均有之。年印度学者. 和 ...分别对等肢和不等肢形截面双向偏压柱进行了理论分析和实验研 究;美国学者..和土耳其学者.、.分别于年和年 对不规则形状的双向偏压柱进行了理论研究。;年至年间美国学者 ? 对形柱和形双向偏压柱分别进行了全过程分析?。 目前,对异形柱框架结构整体的实验研究和理论分析主要在我国,这方面,我国 广东省和天津市走在了前面,颁布了关于异形柱框架的地方规程:《钢筋混凝土异形 柱设计规程》“和《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》。,安徽省也 在年颁布了自己的地方标准:《安徽省异形柱框架轻质墙结构抗震设计规程》。 在我国,天津大学对形、形、十字形异形柱进行了一系列实验研究,由于异形 截面柱的正截面承载力较为复杂,由于其在多数情况下为不对称截面,因此截面为平 面外弯曲,即弯矩作用平面与弯矩平面不重合,亦不与截面边缘平行:同时在双向偏 心受力条件下,截面中和轴一般也不和弯矩作用平面垂直,不和截面边缘平行,它的 位置随截面尺寸、混凝土强度等级、加载角、配筋等诸多因素的变化而变化。通过设 计了根形,根形及根十字形双向受弯构件,对其正截面承载能力进行了试验研 究和理论分析,探讨了影响双向受弯构件正截面承载能力的因素和计算承载 力的方 法,编写了用于配筋计算的电算程序,之后又在试验研究和理论分析的基础上提出了 简化计算方法。除此之外,天津大学还对钢筋混凝土异形截面主要是形、形、十 字形双向压弯柱延性性能,单周及低周反复荷载作用下框架柱的受剪性能,框架节 点强度,双向拉弯构件正截面承载力等方面进行了研究。 华南理工大学对形柱进行了双向偏压实验研究;中国建筑科学研究院对国内外 进行过的根形偏心受压柱的强度实验结果进行了统计分析,给出了实用计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ,广西大掌硬’掌位论文 钢骨浸崔土异蠢乒柱寸称呻崞彩截面正截面承戢力翻镧卿究 但由于实验数据少,难免有局限性。年到年间,河北工业大学先后完成了对 形、十字形、形柱抗震性能的实验研究,在压弯实验中,水平力的作用方向除与异 形柱工程轴方向一致外,还采用了与工程轴成作用的水平力加载方式,这样为进行 不同水平地震作用方向下异形柱的抗震性能研究初步奠定了实验基础。 广东标准钢筋混凝士异形柱设计规程》在设计异形柱时,是先将双向偏心弯矩 近似地化为作用于对称轴上的当量弯矩,来计算异形柱的正截面承载力,然 后查表计 算,这是一种近似方法,而且使用的范围较为有限,规程只列出了几种常用截面类型 和混凝土强度等级下的计算图表,只适用于形和形截面,对十字形和不等肢截面不 适用。 天津大学通过大量的实验得出了形、形及十字形截面双向压弯构件正截面承载 力的变化规律,并在此基础上根据平截面假定,混凝土及钢筋的本构模型和力的平衡 条件,采用数值方法编制了异形截面双向压弯柱正截面承载力计算程序《大开间住宅 钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》,天津标准将正截面承载力计算得到的 ?。一地、卜相关曲线制成系列图表,通过图表可以直接查出配筋或进行承载力验算, 适用于等肢的形、形和十字形截面异形柱,但仍未对不等肢截面做出计算规定。 由于数值积分方法计算正截面承载力较为麻烦,因此,不少科研人员也相继提出了用 于异形柱正截面承载力的简化计算方法。同时,也有很多院校的科技人员针对当前工 程设计软件在异形柱设计方面的不完善,并且考虑到广东规程和天津标准的不足,对 原有的异形柱正截面分析计算软件进行了改进,文献在天津规程基础上采用 有限单元的数值积分方法开发了异形柱正截面配筋的设计计算软件,并将其推广到不 等肢异形柱,使计算更为简便,更具有通用性。 ..钢筋混凝土异形柱的研究成果 双向偏心受压构件在实际工程中大量存在,人们对钢筋混凝土异形柱双向偏心受 压作用下的受力性能的研究归纳起来,方法主要有以下几种: 一叠加法 该方法的思路是将斜向弯曲转换为对截面的两个主轴的弯曲,从而用单向弯曲的 广西大掌硕士掌位?沧文 钢骨混事土异形柱苯对称十字形截面正截面承载力崩温习”宅 设计方法来计算。如图卜一所示,可分为三种处理方法: .把力只分别单独作用于点及点所需的配筋相加即得全截面配筋。 .假定一条通过只的直线,与坐标轴相交于点、点,把力只分别单独作用于 点及点所需配筋相加,即得全截面配筋。 图一双向弯曲的近似设计方法 “ . .卜一 韧 .把只作静力分解的圪、%分别作用于点、点且取砼强度分别为‖罟及 ‘” ‖鲁,把两点所需的配筋相加即得全截面配筋。 二等效偏心距法 图?恒定 的柱双向弯曲相关曲线油【 .? 柚只 如图?所示,把只双向偏心作用等效为单向偏心作用,即找出恒定只的相关广 西大掌硬士掌位论文 钢骨漶凝土异形柱不对称十字形截面正截面承载力试验研 究 曲线。【埘提出了一种表达式: 铲”嘲勺 此法于 年被西班牙规范采用。 三破坏曲面法 美国加州大学 一教授通过试验研究,提出了对称配筋的矩形截面双 向受压柱破坏曲面的概念,并提出了两项设计准则: 专圭专一专?, 气只。只 气为只有偏心距时的极限荷载,只,为只有偏心距,时的极限荷载,为中心受 压 时的极限荷载。式.?形式简单,已被我国现行规范《混凝土设计规范》 ?采用,作为有两个垂直对称轴截面的钢筋混凝土的双向偏心受压构件的正 截 面承载力计算公式。 .在不同水准的恒定时,认为存在下列相关关系: 褂黼一 式中。只,,。,只,,,,、,分别为作用点的向及向的偏心距, 虬、帆,分别为构件在、方向单向弯曲时的极限弯矩。.取决于柱子特性, 由试验确定的常数。 删【】等人将.?式重新表达为: 吲刚净口旧扣沙”一??, 式中为相互作用曲线形状的参数。籼等人已用解析方法算出了的若干数值。 四有限元法 【】【】于、年分别运用有限元程序对的 美国 形及形截面双向偏心受压柱进行了分析,并与试验结果进行比较,结果表明: 试广西大掌司士掌位论文 钢骨混咎土异秃纠生不对称十字形蕾.面正截面承载 力试聪.习究 验值与理论值吻合较好。 五等效柱法 五趾【通过对等肢、不等肢形截面偏 印度学者..锄锄删时和..疵 心受压柱进行理论和试验研究,提出了“等效柱”或“当量柱”的设计方法, 即把 形截面,按截面面积相等、配筋率相等、截面高宽比相等的原则折算成等效矩形或方 形截面柱,然后将“等效柱”的轴向承载力和弯矩乘以一个修正系数,最后按矩形或 方形截面双向偏心受压柱的表格进行设计。 六利用计算机进行精确分析设计的方法 随着计算机技术的发展,人们可以利用已知的材料的本构关系,编写出方便快捷 的设计程序,实现了设计方法的飞跃。 .钢骨混凝土异形柱框架研究的现状 国内外对钢骨混凝土异形柱框架研究成果,相对钢筋混凝土异形柱框架研究成果 来说较少。在我国,广西大学在年开始对钢骨混凝土异形柱框架进行研究,设 计和制作了根形,根形钢骨混凝土异形柱对其正截面承载能力进行了试验研 究和理论分析,得出了初步了解形、形钢骨混凝土异形柱的承载力规律、破坏形 态和是否满足平均应变的平截面假定,应用叠加法和数值积分的方法编写了钢骨混凝 土异形柱正截面承载力计算的电算程序,并验证了所编程序计算结果与试验结果的符 合性。 .本文研究的主要内容 、 设计根钢骨混凝土不对称十字形截面柱试件,和根钢筋混凝土不对称十 字形截面柱试件,对这根异形柱试件进行正截面承载力的试验研究,从而初步了解 异形柱的承载力规律、破坏形态和是否满足平均应变的平截面假定。广西大掣蝎嚣士掣啦荫叼? 钢骨秘黛土异晃聃毛不羽称十字形?面正截面承载力崩.皇研究 、以试验结果为基础,参考国内外钢筋混凝土异形柱、钢骨混凝土结构的理论 研究成果,利用程序对不对称十字形截面柱的不同加载角、不同配钢率、不同配钢形 式、不同轴压比,不同混凝土强度等的受力性能进行分析,得出其变化规律,并与试 验结果相对比,从而可以验证程序的可行性。 、利用试验结果和自编程序计算结果,对截面形式、钢筋配筋形式、配筋率、混 凝土等级相同的钢筋混凝土异形柱和钢骨混凝土异形柱除了多配钢骨型钢外,其它 情况与钢筋混凝土异形柱完全相同的承载力进行比较。广西大掣啊页士掌位论文 钢骨混掌土异形柱习。时称十字形截面正截面承载力稿潍研究 第二章钢骨混凝土异形柱不对称十字形截面 正截面承载力试验研究 ,试验目的 、通过试验了解钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱在双向偏心受压作用下的破坏 形态及特点。 、通过试验了解钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱在偏心受压作用下的正截面承 载力的变化规律,验证平均应变的平截面假定是否成立。 、研究轴压比对钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱强度的影响。 、研究荷载加载角对钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱正截面承载力的影响。 、根据试验结果,验证程序计算结果的精确性、可行性。 、根据试验结果,进行钢筋混凝土不对称十字形截面异形柱与钢骨混凝土不对称十 字形截面异形柱正截面承载力的比较。 .试件的设计与制作 钢骨混凝土异形柱作为~种新型的异形柱结构形式提出,考虑到型钢与混凝土的 粘结性能与钢筋相比小得多,如何才能更好地确保型钢与混凝土协同工作采用何种 形式的钢骨骨架将会是本次试验的一个首要考虑的问题。型钢混凝土结构与 钢筋混 凝土结构的显著区别之一是型钢与混凝土的粘结力远远小于钢筋与混凝土的粘结力。 型钢与混凝土的粘结力根据国内外的试验大约只相当于光面钢筋粘结力的%】,为 了防止因为粘结力不足导致型钢与混凝土之间产生粘结滑移,通常可用三种方法处 理。一是构件上加设剪切连接件如焊接栓钉,该方法耗费钢材多、并且施工复杂; 二是把钢骨型钢做成空腹式如桁架式钢骨骨架,空腹式钢骨骨架中的腹杆,能够 承受型钢与混凝土之间横向剪力,有效防止型钢与混凝土之间产生粘结滑移,该方法 考虑到角钢与型钢之间的焊接工程量太大,且梁与柱之间的连接,在施工上很难做到, 钢骨漶凝土异形柱不对鞠十字形截面正截面承戢力试验研究 广西大掌硕士掌位论衰 不便于异形柱的推广和使用,三是异形柱的中部采用型钢,而肢端采用粗钢筋,这样 不仅提高了配筋率,从而提高异形柱的承载力,而且螺纹钢与混凝土粘结更好,中部 的型钢滑移相对比较小,方便施工,同时更便于梁柱之间的连接,综合考虑以 上几点, 本次试验决定采用方法三异形柱的中部采用型钢,而肢端采用粗钢筋。 钢骨混凝土异形柱主要研究目的之一是通过合理配置型钢钢骨来有效提高截面 的承载能力,从而扩大异形柱的应用范围。要使异形柱的承载力提高,必须有效地提 高配钢率。但由于异形柱的柱肢厚度较小,因此,在肢端配置粗钢筋的同时,在长肢 的中部也配置了粗钢筋,而异形柱的中部采用的是型钢,目前钢材市场上没有形 截面型钢销售,但形截面型钢可以通过多种加工方法得到,本次试验决定采用由工 字钢加工而得的方法,将沿强轴对半平分加工即可获得两个形截面型钢。 保证混凝土、型钢和粗钢筋之间的协同工作,在钢骨混凝土异形柱中配置一定的 箍筋,对混凝土具有良好的约束作用,使混凝土处于三向受压的状态,对承载力的提 高,型钢和钢筋作用的发挥都起到积极的作用,有效的推迟混凝土保护层的剥落。所 以本次试验的钢骨混凝土异形柱一样配置纵向钢筋和横向箍筋。 为了便于与普通钢筋混凝土异形柱作比较,本次试验共设计四个试件、、、 其中、、试件为钢骨混凝土异形柱,试件为普通钢筋混凝土异形柱,并且 采用与试件相同的截面尺寸。各试件的立体图、截面形式以及配钢、配筋形式和 加载点的布置如下图?至?所示。 本次试验的试件制作在广西大学土木建筑工程学院结构试验室完成,混凝土采用 广西大都混凝土有限公司生产的商品混凝土,全部试件采用同一批混凝土,卧式浇注 成型,用小振捣器棒捣密实;全部试件的混凝土浇注工作同在年月日下午 完成,同时制作个××哪的混凝土立方体标准试块。试件采用人工浇水 方式养护,标准试块在养护室里养护。 所有试件的轴向压力和弯矩均由试验机偏心加压来实现,试件两端头是用于传递 轴向压力、双向偏心压力,为避免其发生局部承压破坏,在内部设有纵向、横向钢筋 组成的钢筋笼。试件所配钢骨型钢、钢筋包括箍筋均伸入试件两端的方头内以确 保试件的受力。在钢骨型钢、钢筋绑扎、安装好后,把两块蚰厚的活动钢板固定 在骨架的两端,并且两块钢板尽可能与试件轴线成垂直。钢骨漶期旺异形柱不对称十字形截面正番面承载力试验研究 试件所用的材料: 混凝土: 等级: 粗骨料:南宁碎石~. 细骨料:南宁中砂 水泥:华宏.. 水:自来水 掺合料:来宾级粉煤灰 外加剂:南宁能博?缓凝高效减水剂 配合比参见表? 表?混凝土配合比重量比 水泥 砂 石 水 掺合料 外加剂 强度等级. . . . . 预留块混凝土立方体标准试块的实测强度,其中正.,。, :盘棚耙所示: 厶 表?混凝土立方体标准试块实测力学强度 编号 ?/删 臣?/栅 ?厶?,黼 压力值 . . .× . . . 厶/ 型钢、受力纵向钢筋巾、皇,塑其实测力学指标如表?所示,钢材 的应力一应变曲线如图?所示:广西大学司陆掌位论文 钢骨漶帮异形柱不列. 称十字形截面正截面承载力试验研究 表?型钢、受力纵向钢筋的实测力学指标 直径 钢材类型 屈服强度,/ 极限强度工/? 弹性模量。/ . . .× . . 圆钢 .× . . 螺纹钢 .× 螺纹钢西 . . .×’ 口钢筋应力一应变图 形钢应力一应变图 口钢筋应力一应变图 口钢筋应力一应变图 图一钢材应力~应变图 陀? ,? 箍筋:。,端部钢筋笼用钢筋: ,吊环:,端部垫板:厚钢板 本次试验共设计了个试件,、、、,均做双向偏心受压试验。各试件的 立体图,截面形式及配筋、配筋形式和加载点位置如下图: 】 燮擞篓黧爨 黧熬黧黛翌噔擞魁窆黧想竖黧塑竺黧苎瞪鉴 辩, 麴~ 、斌悻立体幽 矗、辩黼辩 鼬奎? 瓠毽?蜒瑟臻 鞫~船试转变蒋掰 翘,扣期?辩妁翱拼辩撼蝴?群广西大学硕士掌位论文 钢骨混凝土异彩柱不对称十字形截面正截面承戢力试验研究 卜剖面图 图? 试件立体图 .? 阳 巨鬲羔疆 目二 ; 引司卜一 图? 、试件三视图 州 、 阽 .一 阳 广西大掌司士掌位崔演 钢骨混誊土异舞;柱不对称十字彩截面正截面承载 力试验研究 【?\:二堡 。/?产 ..............................一四霍章董‘画 刊 阿一 ;十??一 剐 ~????????????????????????一 图? 试件三视图 ?? .???七 ???,???』?一 亚驾?三三二叫 日’?厂 年:二 矧 图? 试件三视图 ?? .?? 广西大掣嚆甄士掌位嵌譬? 钢骨混凝土异鼐纠生不对称十字彤截面正截面 承载力剖泣研究 卜生十?型十 引引 图? 试件截面配筋图 ?.?乳 卜业』???丝 刮剖引卜小 图? 试件截面配筋图 ? .一鼬 盟寸盟? 虫 引刮刮刊叫 图? 试件截面配筋图 漱 悖???.一 广西大掌习旺掌位论文 钢骨稿黛土异邦纠圭不对称十字形截面正截面承戢 力试验研究 斗 十 引“引 图? 试件截面配筋图 ? 怆??.一 图一钢骨骨架照片 .? 阳 广西大掌硕士掌位孛吁? 钢骨混事匕累彤柱不列称十字彤截面正截面承载 力试验研究 ?引 图 、试件加载点示意图 ~ 们 ?. . 图 试件加载点示意图 袱;忡 ?甜 .? ? . 图? 试件加载点示意图 铀 ? .一广西大学硕士学位论文 钢骨混凝土异形柱不对称十字形截面正截面承载力试验研究 .试验的测试项目 根据本次试验的试验目的,主要测定的项目有: 、型钢、纵向钢筋在不同荷载时的应变 为了测定型钢、纵向钢筋在不同荷载时的应变,分别在型钢的上部、中部, 纵筋 的中部位置处粘贴×胶基电阻应变片,其布置形式及编号如图?乱图?所 不。 薛睁 卜截面钢骨 ?截面钢骨 应变片布置编号 应变片布置编号 『?司 广??????? ?截面钢筋 应变片布置编号 图? 试件钢骨和钢筋应变片编号及布置图 圻 .? 旧. 陀广西大掌硬哇壮位电.文 钢骨混葛毛土鼻形柱不删称叶崞形截置正截蕾 承戢力试鬻睛糨 卜截面锢骨 ?截面铜骨 应变片布置编号 应变片布置编号 争 ?截面铜筋 应变片布王编号 图~仃试件钢骨和钢筋应变片编号及布置图 曲“ ?.? ? 阽. 陀. ?截面铜骨 卜截面铜骨 应变片布置编号 应变片布置编号 厝?司 『一??????司 。 恒?剑 ?截面钢筋 应变片布置编号 图? 试件钢骨和钢筋应变片编号及布置图 “ 阳 .?阽. 广西大学田士掌位论文 钢骨混密土异形柱不对.称十字形截面正截面承戢 力甘验研究?裁面钢筋 应变片布王编号 图? 试件钢筋应变片编号及布置图 倦 怕 .? ?哦“ . 肾 童 。。.。, 图? 试件混凝土应变片编号及布置图 订 .? 订 廿 广西大李蝎蠢士掣盘论文 钢骨混肯土异晃埘生不对称十字形截面正截面承 戢力试验研究 乎 哆 、试件在不同荷载时的挠度 用百分表测定试件在不同荷载时的挠度,如图卜所示。百分表分为组,每 组个,垂直布置。四个组分别测定柱截面四个位置处的挠度,目的在于测定相 互垂 直方向的挠度及证实柱试件是否产生整体转动。 柱 组之 顶 柱 组之 由 柱 组之 底 图?百分表布置图 洲 鲫廿 .? ??捐骨混窖土异形柱不对称十字形截面正截面承敏力试验研究 .试验的加载装置及加载制度 、试验加载装置 加载装置如图?、图?所示。整个试验在广西大学土木建筑工程学院结构 实验室里的液压式压力试验机上进行,柱子采用立式加载。采用特制球铰 模拟加载点支座,只对试件传递轴力而不传递弯矩和扭矩。 图?试验加载装置照片.? 阳 广西大掌司咕掌位论文 钢骨混期异形柱不对称十字形截萱正截面承载力试验研究 图试验加载装置图 .?之 . . 、试验的加载制度 本次试验采用液压试验机,单调连续慢速加载,每级荷载加载稳定分 钟,进行变形观测、数据采集,然后才进行下一级加载。试验开始前,首先预 加载~ 次,预加载值不超过自编计算机程序所计算试件极限荷载的%,此后,按自编 计算机 程序所计算试件极限荷载的%加载,在达到自编程序计算试件极限荷载的%以 后, 每级加载值不宜大于自编程序计算试件极限荷载的%,一直加载至试件破坏。 现以 试件为例,说明本次试验的加载 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,如表~所示。 表? 试件试验加载程序 荷载级数 加载系数 轴向力 荷载级数 加载系数 轴向力 . . . 预加载 ... . . .. . ........ 厂。西大掣墉页士掣啦论文 钢骨混奢土异形柱不对称十字形截面正截面承 载力试疆开究 .主要试验结果 ..加载过程中钢骨、钢筋和混凝土各测点的应力 表?至表?列出了、、、四个试件加载过程中各测点的应力状况: 表. 试件钢骨、钢筋和混凝土各测点的应力 测点 州 蝌 蝌 娴 蝌 洲. .. . . . . .. . . .. . ... . . . . .. . .. .. .. . ... ... . .??、 . 』 石 . .. . 屈服 . . .. . . 屈服 屈服』. .醯 .屈服 屈服 屈服 啦 枷 . . 罐 . 舶. 稍 .. .. 屈服 . . % . . ? . 枷. 卅 . . .. . .屈服 . . 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 .. 开裂 开裂 . . . . . .. .. . ?. 压碎 压碎 压碎 压碎 . . . 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎. . 压碎 压碎 . . . .. . . .. . .开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 . 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂广西大孽啊目仕掣啦论文 钢骨湿誊土异形 柱不对称十字形截面正截面承载力试验司院 表.续试件钢骨、钢筋和混凝土各测点的应力 测点 州 “ 州 “删 洲 . . 拍 屈服 ?. 屈服 屈服. 在 矗铊.. 】 ,. 屈服. 屈服 屈服 屈服 屈服 .屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屉服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 .裙 甜 .. ?. . 屈服 屈服 屈朋 屈厦 屈服 屈服 屈服 .. 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 . .. 踟 . 曲. 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 开裂 开裂 开裂 开裂 不裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 .... 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 . 压碎 压碎 压碎 压碎 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 表. 试件钢骨、钢筋和混凝土各测点的应力 啪 测点 .. 一 . .... . .. . .. . . ?. .?. . . 广西大掌硕士掌位崔?? 饲骨甜睫土异形柱不是卜称十字形截面慢截面承 戢击巴验研究 ... ? . ?. 砬. . .. 罐 .. .】. 一’. .. 舢 . . 观 』 .上. .. .. %. . . . .. . 曲. 屈服 . . .. . 』. . . . .. .彤. ? 啦... .. 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 蚰 . .矗 屈服 屈 服 屈服 屈服 屈服 届胞 屈服 . .. 屈服 . .. .. ... . . .. ?旷 ?扩 硒. . . . 屈服. . .. . 屈服 屈服 屈服 . . . .屈服 .. & , 】垒 . 仉.. .开裂 开裂 开裂 . . . . .. . 母. . . . 压碎 压碎 压碎 压碎 . . 压碎 压碎 压碎 压 碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 碎 压碎 . 一. .争 . . 压碎 碎 压碎 征碎 雎碎 压碎 ,碎 . . . , , 压碎 翻亭 雎碎 翻畔 压碎 眶碎 压碎 .. .... .. 一 .. . .. . . .. . . . . 开裂 . . .开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 . . 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 .开裂 开裂 开裂 开裂 表. 试件钢骨、钢筋和混凝土各测点的应力 浏点 ? 凼 :湘 删 “ . .. 屈服 ., ., 上 ., 】. . . .屈服 .. 屈服 屈服 . . 屈服 屈服 .. 培 . .屈服 . 屈服 屈服广西翻乒司尊啦幸皇二? 钢骨漶辅土异形柱不对嗣十字形蕾.面 正截面承载力剖嫩司阳电争 】? 舛屈服 屈服 ., . .. . . . . , 屈服 . ?. ?“. 屈服 屈服 屈服 屈服 ... .孵. .. 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 .. . 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 . .. 一 . . . 屈服 屈服 屈服 .. . . . . .. . .. .? . . . . . . .彤 .. .. ? . 、屈服 培 . . 屈服 . . . 屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 . . .屈服 屈服 屈服 屈服 屈服 .. 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂 开裂... ??.. 压碎 ..母. ?』 』 . . . 压碎 压碎 . . .. 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 .. 之 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎 压碎. 奠 ? 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一 矗 影 .“,‖ / /习/ , 聊自 彦涝/形。荔泌, 矿 ‖锣缪移钐锄 柱中 , 泫砷 啊丽 锾 彩荔彩兰 。 , ‘ 卜 / 、 \ 柱底 图? 试件裂缝展开图 哟 “旧馆 .吨 柱顶 \、 』 ‖ // \ ?。 玎 , 、 卜 /一州 、、 砼压 睬臣 ,一? 柱中 型坦一 ?? \ 碱压百逸 一】 ~、 / 面面 / ,重 心~、 沙一\ ?’?。 \ 、 柱底 图? 试件裂缝展开图 .?广西大掌硕士掣啦截咛? 钢骨?瞄囊土异形桂不对称十字形截面正截面 承载力试验研究 柱顶 【『 篇 ?现州, 蚓 , ~\ 一(?犹。《 丽 ?\? 睹汁 ,‖ 珏 ?/一 确旷 。‖辔;荔分雾瓣 鲞钐狱 ~/~ ?? 二二 柱中 、一易 一 “‘? 。“毪 /\~ 咝警:笏彩黼 】 亩 .. \ ?/ ?州‘ 州 。。。。一 一??商 “ 柱底 图? 试件裂缝展开图 阳? .? 、『 阳 柱项 商蕊、、、 、\ 疵。~十一 , ?, 、缸耐。。 毽 \ 一 砼压酥矧 一卜 。 柱中 二二 毫酮 ??砼』 堰 \:卜一?斗一一 ??一丁??吖?一 , 习 ~??一 ?、 ,? “ 一 。币 斗 盟”扣呐 一 弋 ??县磊。 “, 柱底 图? 试件裂缝展开图 阳陷 .? 钢骨混奢土异晃准不对羽十字形截面正截面承载力试疆研究 ..试件的破坏形态分析 、、试件的破坏形态 、试件的设计荷载的相对偏心距比较小,试件的破坏过程首先表现为,距离加 载点较近一侧的钢筋受压屈服,随着荷载的继续增大,距离加载点较近一侧的混凝土 出现纵向裂缝及混凝土与型钢的纵向粘结裂缝,然后在荷载增大不大的情况下,混凝 土达到极限压应变被压碎,此时荷载再也无法加大,试件破坏,破坏过程极为迅速, 会伴随爆裂声,型钢外围的混凝土局部脱落,混凝土脱落处纵筋压曲往外弯凸;试件 出现裂缝的荷载与极限破坏荷载非常接近,时间短,破坏没有明显预兆,属脆 性破坏。 破坏时靠近加载点一侧的钢筋受压屈服,而远离加载点一侧的钢筋未完全屈服,整个 破坏过程与破坏形态与普通钢筋混凝土构件的“受压破坏”过程极为相似。 、试件的破坏形态 试件的设计荷载相对偏心距比较大,试件的破坏首先是远离轴向力一侧的受拉 区混凝土开裂,接着受拉钢筋、型钢达到屈服,随着荷载的继续增大,受拉区混凝土 横向裂缝越来越多,裂缝宽度增大并且横向发展延伸,从实测的混凝土、钢筋、型钢 应变值可发现截面中和轴随着荷载的增大向靠近荷载加载一测移动,使承受压应变的 混凝土不断减少,随着荷载的继续增大,距离加载点较近一侧的型钢、钢筋也达到受 压屈服应变值,承受压应力的混凝土达到极限压应变,试件破坏。由于较早就出现横 向裂缝,在混凝土压碎破坏前经历了较长的时间,破坏时,试件的横向裂缝明显,从 采集到的钢筋、型钢应变数据看,远离加载点的钢筋受拉屈服,靠近加载点一侧的钢 筋受压屈服,破坏形态表现为混凝土压碎。整个破坏过程及破坏形态与钢筋 混凝土构 件的“受拉破坏”过程极为相似。 、试件的破坏形态 试件的截面尺寸及加载点位置都与试件相同,但试件为普通钢筋混凝土不 对称十字形截面的异形柱,由于相对偏心较小,试件破坏首先是靠近轴向力一侧的钢 筋受压屈服,同时远离轴向力一侧的钢筋受拉屈服,随着荷载的增大,远离轴向力一 侧钢筋逐步完全屈服,同时混凝土达到极限应变,并产生裂缝,此后不久,混凝土受 压区也达到极限应变而被压碎,此时荷载无法加大,试件破坏。破坏形态表现为混凝广。对大掌司陆掌位论文 钢骨浸善吐异无纠生不对称十字形截面正截面承载力试验习宅 土压碎,与试件的破坏形态相似,但试件的极限承载力明显低于试件。 ..试件挠度 试件挠度如表一、图?所示。由挠度图可以看出:挠度随着荷载的增大而 增大,当荷载较小时,两者成线性关系,当荷载达到接近破坏荷载时,挠度急剧增大, 由于方向的偏心大于方向的偏心,所以其挠度表现为方向的挠度大于方向的 挠度。试件无整体转动。 表?钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱试件位移单位: 测点截面 柱项 柱中 柱底 测点号 . 初值 . . . . . .鹄 . . . . . . 蝌 . . . . . . . . . . . 工. . . . . . . . . . . 蝌 . . . . . . . . . . . . . . . . .“ . . . . . . . 州 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 挠 . . . . . . . . . . . . 试 度 . . . . . . . . . . . . 件 值 . . . . . . . . . . . . 洲 . . . . . . . &. . . . . . . . . . . . . . . . 删 . . . .“ . . . . . . . . 蝌 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .? . . . , 】. . . . . . . , . . . .% . . . . . 测点截面 柱顶 柱中 柱底测点号. 挠 初值 .. . . . . . . . . 试 度 蝌 . . . . . . . . .. 件 值 ? . . . . . .. . . . . ? . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 四 . . . .“ . . . . . . .广西夫掌萄士掣啦崔譬? 钢骨混暂土异形柱不对称 十字眵截隹正截面承载力试验胃愧 . . . . . . . . . . . . 心 . . . . . . . . . . . . 球 . . . . . .】 . . . . . “媒 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 郁悄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 柱中 柱底 测点截面 柱顶 测点号 . . . . . . . . . . . . 初值 . . .“ . . . ? . . . . . . . . . . . . 鲫 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 挠 蜘 . , . .“ . . 争 . . 争. 试 度 .. . . . . 心 . . . . . 件 值 ? . .. . . . . . . . ? . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . 测点截面 柱顶 柱中 柱底 测点号】初值 . . . . . . . . . . 娴 . . . .“ . . . . . . . . ? . . . “ . . . . . . . 心 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 挠 . . . . . . . ..试 度. . . . . . . . . 殳 件 值 蝌 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 洲 】. 】, . . .. . . . . 州 . . . . . . .. . . .广西大掌司陆尊啦论文 钢骨铝睫土异形柱不对称 十字形截面正翻面承敏力试验句究