提高混凝土橋墩的抗震性能的若干問題(編輯修改稿)
2025-04-22 00:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)的抗剪箍筋總面積； fyt為箍筋屈服強度； s 為箍筋間距。Priestley 等建議的UCSD 模型：V=Vc+Vs+Vp （11）Vc = k姨fc′ Ae （12）式中： k 為混凝土的抗剪承載力隨柱位移延性增加而退化的系數(shù)； Ae為柱的有效抗剪面積， 倍截面積； 對于圓形截面柱，Vs=π2Ash fyhD′s cotθ （13）對于方形截面柱：Vs= Av fyhD′s cotθ （14）式中： D′為柱加載方向上最外側箍筋中心之間的距離； θ 為剪切裂縫與柱軸線之間的夾角。Vp= D c2a P （15）式中： VP為軸力提供的抗剪承載力； D 為柱的寬度；c 為混凝土受壓區(qū)高度； a 為柱反彎點至柱底的高度。Kowalsky 等在UCSD 模型的基礎上， 對箍筋和混凝土對柱抗剪強度貢獻的計算公式進行了修正， 提出了改進的UCSD 模型。Martirossya 和肖巖通過高強箍筋（449 MPa）約束的高強混凝土（86 MPa） 柱的擬靜力試驗結果表明， 由于高強混凝土的脆性， 其提供的抗剪承載力隨位移的增加快速退化， ACI 318—05 規(guī)范和Priestley等的UCSD 模型均過高地估計了高強混凝土墩柱的抗剪強度， 偏于不安全， 并且對UCSD 模型公式進行了局部修正， 以考慮高強混凝土對柱抗剪承載力的貢獻隨位移增大而快速退化的特性。Budek 等進行的試驗結果（ 箍筋強度高達1569 MPa、混凝土強度在40~47 MPa） 表明， 高強箍筋可有效提高柱的抗剪強度， 但ACI 318 規(guī)范規(guī)定的抗剪強度計算結果偏于不安全。而改進的UCSD 模型可較好地計算高強箍筋約束高強混凝土柱的抗剪能力。 高強箍筋約束高強混凝土柱在低軸壓下的延性抗震性能對于承受較低軸壓的高強混凝土柱， 不建議使用強度超過500 MPa 的高強約束箍筋， 主要原因在于低軸壓下高強混凝土柱的延性易于保證， 使用強度在400~500MPa 之間的約束箍筋即可得到較好的延性水平， 同時， 約束箍筋強度太高但箍筋間距太大時，易引起縱筋的過早屈曲， 對柱的延性不利。Budek和Bing 等的研究表明， 為防止縱筋的過早屈曲而引起的延性降低， 對普通強度的箍筋， 建議箍筋最大間距為4 倍縱筋直徑， 對超高強箍筋， 最大間距為縱筋直徑的5 倍。Hwang MPa、~ MPa 之間的8 根方形截面高強混凝土柱進行了抗震性能的擬靜力試驗研究， 結果表明， 倍ACI 318 規(guī)范規(guī)定的配箍量時， 高強混凝土柱表現(xiàn)出較好的延性， ~ 之間， 曲率延性系數(shù)均超過10， 同時發(fā)現(xiàn)， 高強箍筋雖然能夠保證箍筋間距較大的情況下滿足對混凝土的約束要求， 但間距過大必然引起縱筋的過早屈曲， 對延性不利， 以下的高強混凝土柱， 使用強度過高的箍筋對柱的抗震延性幾乎沒有影響。Thomsen 等人研究了高強箍筋（強度793~1276MPa 之間） 約束高強混凝土（圓柱體抗壓強度在71~103 MPa 之間） 柱在低軸壓（0~ 比在之間）， 低配箍（小于或等于ACI 318—89 規(guī)范的50％） 下的抗震性能， 試驗研究發(fā)現(xiàn)， 所有柱均能達到2％的極限側移角， 且當軸壓為0 時， 側移角可達4％以上， 在軸壓較低的情況下， 使用超高強箍筋對柱的延性影響不大。肖巖等進行的高強混凝土柱抗震性能的足尺試驗結果表明， 對于混凝土強度達64 MPa， ， 配箍率僅為ACI318 規(guī)范的82％的高強混凝土柱， 采用強度為524 MPa 的高強箍筋， ％的最大側移角。Matamoros 等將高強與普通強度混凝土橋墩在同樣軸力（不是軸壓比） 下的抗震性能進行對比， 主要討論軸力、混凝土強度等參數(shù)對橋墩抗震性能的影響， 高強混凝土柱式構件中， 混凝土抗壓強度約為70 MPa， 箍筋強度在400~500 MPa 之間， 軸壓比在0~37％之間， 主要結論為： ①橋墩的軸力提高， 極限側移角降低， 但是在軸力較小的情況下， 影響并不明顯； ②盡管高強混凝土表現(xiàn)出更大的脆性， 但在同樣的軸力下， 混凝土強度提高， 橋墩的極限側移角反而增大， 且柱塑性鉸區(qū)混凝土壓碎脫落對應
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