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(qiáng)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(cè)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(diǎn)至柱底的高度。Kowalsky 等在UCSD 模型的基礎(chǔ)上， 對箍筋和混凝土對柱抗剪強(qiáng)度貢獻(xiàn)的計算公式進(jìn)行了修正， 提出了改進(jìn)的UCSD 模型。Martirossya 和肖巖通過高強(qiáng)箍筋（449 MPa）約束的高強(qiáng)混凝土（86 MPa） 柱的擬靜力試驗結(jié)果表明， 由于高強(qiáng)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(qiáng)混凝土墩柱的抗剪強(qiáng)度， 偏于不安全， 并且對UCSD 模型公式進(jìn)行了局部修正， 以考慮高強(qiáng)混凝土對柱抗剪承載力的貢獻(xiàn)隨位移增大而快速退化的特性。Budek 等進(jìn)行的試驗結(jié)果（ 箍筋強(qiáng)度高達(dá)1569 MPa、混凝土強(qiáng)度在40~47 MPa） 表明， 高強(qiáng)箍筋可有效提高柱的抗剪強(qiáng)度， 但ACI 318 規(guī)范規(guī)定的抗剪強(qiáng)度計算結(jié)果偏于不安全。而改進(jìn)的UCSD 模型可較好地計算高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)混凝土柱的抗剪能力。 高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)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(qiáng)混凝土柱， 不建議使用強(qiáng)度超過500 MPa 的高強(qiáng)約束箍筋， 主要原因在于低軸壓下高強(qiáng)混凝土柱的延性易于保證， 使用強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度的箍筋， 建議箍筋最大間距為4 倍縱筋直徑， 對超高強(qiáng)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(qiáng)混凝土柱進(jìn)行了抗震性能的擬靜力試驗研究， 結(jié)果表明， 倍ACI 318 規(guī)范規(guī)定的配箍量時， 高強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)混凝土柱， 使用強(qiáng)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(qiáng)箍筋（強(qiáng)度793~1276MPa 之間） 約束高強(qiáng)混凝土（圓柱體抗壓強(qiáng)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(dá)到2％的極限側(cè)移角， 且當(dāng)軸壓為0 時， 側(cè)移角可達(dá)4％以上， 在軸壓較低的情況下， 使用超高強(qiáng)箍筋對柱的延性影響不大。肖巖等進(jìn)行的高強(qiáng)混凝土柱抗震性能的足尺試驗結(jié)果表明， 對于混凝土強(qiáng)度達(dá)64 MPa， ， 配箍率僅為ACI318 規(guī)范的82％的高強(qiáng)混凝土柱， 采用強(qiáng)度為524 MPa 的高強(qiáng)箍筋， ％的最大側(cè)移角。Matamoros 等將高強(qiáng)與普通強(qiáng)度混凝土橋墩在同樣軸力（不是軸壓比） 下的抗震性能進(jìn)行對比， 主要討論軸力、混凝土強(qiáng)度等參數(shù)對橋墩抗震性能的影響， 高強(qiáng)混凝土柱式構(gòu)件中， 混凝土抗壓強(qiáng)度約為70 MPa， 箍筋強(qiáng)度在400~500 MPa 之間， 軸壓比在0~37％之間， 主要結(jié)論為： ①橋墩的軸力提高， 極限側(cè)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(qiáng)混凝土表現(xiàn)出更大的脆性， 但在同樣的軸力下， 混凝土強(qiáng)度提高， 橋墩的極限側(cè)移角反而增大， 且柱塑性鉸區(qū)混凝土壓碎脫落對應(yīng)
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