混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

纤维增强混凝土对剪压柱塑性铰形成影响的比较试验

作者:蔡传国,韦忠瑄,杨绪普    单位:解放军理工大学,南京 210007

关键词:纤维增强混凝土;钢纤维;碳纤维;合成纤维;塑性铰 ;延性

摘  要:针对汶川地震中钢筋混凝土结构出现大量脆性破坏,以改善抗震结构延性为研究目标,对7根具有相同截面和配筋、不同纤维品种和掺量的纤维增强混凝土结构柱进行了低周反复加载试验,得到了框架柱的剪切荷载—位移曲线、骨架曲线以及各阶段的荷载位移值。并据此分析了不同的纤维品种和掺量对混凝土柱延性的影响。试验结果表明,纤维增强混凝土显著改善了剪压柱的延性,延缓了塑性铰的产生。

0   前言
  塑性铰的概念在结构抗震设计中具有重要意义 。目前,世界各国的钢筋混凝土结构抗震设计规范都是基于塑性铰形成后结构内力重新分配,趋向于更均匀,整体结构的抗震潜力得以发挥,或者认为塑性铰形成过程能够耗散部分变形势能,有效降低整体结构失效倒塌的风险。塑性铰出现以后所形成的机构有以新西兰规范为代表的“理想梁铰机构”和以美国规范为代表的“先梁后柱塑性铰机构”,我国规范比较接近后者[1]。然而,汶川地震中钢筋混凝土结构的普遍损伤型式[2],并没有出现抗震设计的“梁铰机制”,而是柱端出现大量脆性破坏。混凝土破碎过早,使该部分结构完全失去承载能力,如图1(a)所示。根据江苏省地震局赴汶川调查组统计,柱端脆性破坏大约占全部塑性铰破坏型式的80%以上,相当数量的柱端脆性破坏导致底层坍塌,形成图1(b)所示的二层落地现象,极不利于震初的逃生。这说明在现有规范指导下,抗震设计采取的“强柱弱梁”模式和为实现这一目标而采取的各种措施,并不一定能导致结构在梁端出现塑性铰的预设状态。几年来,产生这一设计预料之外现象的原因引起了国内学术和工程界广泛的讨论,其中多数研究文献都聚焦于结点附近的结构柱延性偏低[3- 5],提高延性成为抗震结构设计的新课题。

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