钢筋混凝土带暗柱异形柱抗震性能试验及分析

田贵应

摘要：随着我国建筑行业的飞速发展，工程项目的建设结构也得到了不断更新与完善，钢筋混凝土异形柱作为一种新型的建筑结构，近年来在工程建设中得到了广泛应用。由于该类型工程结构的抗震能力主要取决于异形柱的抗震能力，因此，对异形柱的抗震性能进行全面、系统的分析至关重要。本文主要以12个较小剪跨比带暗柱为对象，开展相应的抗震性能试验，以此来为今后钢筋混凝土异形柱在工程中的有效应用提供一定的参考依据。

关键词：钢筋混凝土 异形柱 抗震性能

随着我国城市建设发展脚步的不断加快，钢筋混凝土异形柱在建筑工程中的应用也越来越广泛，如何从根本上确保工程的抗震性能满足需求也成为了工程建设单位所面临的一项重大课题。想要确保抗震性能满足需求，必要的抗震性能试验是必不可少的，工程建设单位应该结合工程的实际情况，合理开展试验工作，以此来为工程建设提供参考，提升工程整体质量。

1 试验概况

就目前异形柱的分类来看，大致可分为三种类型，即十形柱、L形柱和T形柱。为了确保试验结果的针对性和全面性，本次试验共选12根异形柱作为试验对象，每种类型的异形柱各四根，相应的轴压比分别为0.182、0.456和0.730。每个模型柱均严格按照我国现行的抗震规范加密箍筋，各个试件的混凝土强度等级均为C30，并采用细石混凝土浇筑，纵筋用直径分别为10、8、5的I级钢筋，箍筋用8#铁丝制作。

2 试验结果及分析

2.1 刚度、承载力和延性实测结果及分析 表1给出的是各个试件的初始弹性侧移刚度数值与计算数值的对比，从表中我们能够看出，在轴压比不断增加的情况下，侧移刚度也会在一定程度上增加。同时，通过对各个试件屈服荷载与极限荷载的试验我们可以得出，随着轴压比的不断增加，各个试件的屈服刚度也会有所提高，然而相应的延性系数却会随之变小。带暗柱异形柱与普通异形柱相比，在其他条件均相同的情况下，其承载力及延性明显提高。通过对表1给出的各项数值的计算我们能够得出，在接受试验的12根异形柱中，十形柱ZXD-4的承载力和延性系数与ZXD-3相比，分别提高了25.8%和41.1%。L形柱ZLD-4的正向承载力、负向承载力、正向延性系数和负向延性系数与ZLD-3相比，分别提高了19.2%、12.5%、11.5%和10.3%。T形柱ZTD-4的正常承载力、负向承载力、正向延性系数和负向延性系数与ZTD-3相比，分别提高了16.3%、28.9%、35.1%和16.5%。

2.2 滞回曲线及恢复力模型 从本次试验我们能够得出，相对于普通异形柱来说，带暗柱异形柱无论是承载力还是耗能能力，都相对较高，尤其是带暗柱十形柱与普通十形柱之间的差距，更是非常明显。鉴于此，为了更好的确保工程的抗震性能，对于规则的异形柱框架结构，如果采用层模型对其进行分析，应该确保L形柱和T形柱成对布置，以此来确保滞回曲线的对称性。然而，对恢复力模型的选择，则可以以Clough模型为主，Clough模型是表达刚度退化效应的一种双线模型，如果对开裂点进行充分考虑，那么则可以选择刚度退化三线型模型。利用这种模型，异形柱的弹性刚度和屈服时的割线刚度都可以通过计算获得。本次实验结果可供参考，但需要指出的是，实际取用Clough模型中的相关数值，应该根据工程所采取的异形柱的实际情况，按照耗能等效的原则或其他方法进行合理确定。

2.3 破坏形态分析 从本次试验我们能够得出，虽然试验对象为三种不同类型的异形柱，然而三者却有以下共同特征：首先，都属于弯曲型破坏，无论是十形柱、L形柱，还是T形柱，其斜裂缝的范围相对于剪跨比较大的同类异形柱来说，要大一些，且裂缝相对较宽。从柱根部向上其裂缝逐步由水平裂缝变化为斜裂缝，这是弯矩与剪力比值变化的结果。其次，随着轴压比的不断增大，与之相应的塑性铰域也会随之增大。再次，相对于普通异形柱来说，带暗柱异形柱的塑性铰域要发展的更加充分，塑性铰域越大，说明其耗能能力越强。最后，翼缘对腹板裂缝的开展有较强的限制作用。其中带暗柱L形柱、T形柱与其相同轴压比的普通L形柱和T形柱相比，其破坏形态要表现的更加明显。

3 结语

综上所述，异形柱的抗震能力直接关系着工程整体结构的抗震能力，因此，为了确保钢筋混凝土异形柱工程建设满足需求，在开展施工作业之前，必须做好相应的抗震性能试验与分析工作，以此来为工程的合理建设提供一定的参考依据，促进工程质量的进一步提升。

参考文献：

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