论文部分内容阅读
近年来,随着大型钢筋混凝土工程结构迅猛发展,结构尺寸、高度和跨度的增加及结构形式的多样化使得构件的承载力越来越大,受力体系越来越复杂,钢筋混凝土尺寸效应行为对混凝土结构的安全性设计提出了新的挑战。目前,国内外学者对钢筋混凝土构件(包括梁、柱及梁-柱节点)的力学性能尺寸效应做了大量的工作。然而,由于试验条件的限制,各国学者对钢筋混凝土构件抗震性能尺寸效应研究成果甚少。因此,随着试验条件的改善,有必要研究分析钢筋混凝土构件抗震性能及其尺寸效应,从而验证基于小尺寸构件的破坏试验及相关得到的结论是否适合各种尺寸构件。鉴于上述情况,本文围绕不同尺寸尤其是大尺寸钢筋混凝土柱的抗震性能及其尺寸效应,开展了以下主要工作:(1)设计并开展了钢筋混凝土短/长柱在水平地震作用下压剪/压弯性能破坏试验。该试验设计了共18个试件,截面尺寸为300mm×300mm、500mm×500mm及700mm×700mm,设计剪跨比为2和4,轴压比取0.4和0.6。分析了短/长柱在单调荷载及循环荷载作用下的破坏模式、抗剪/抗弯承载力、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能指标随构件尺寸的变化趋势。(2)从细观角度出发,结合混凝土内部组成的微/细观结构特征,考虑钢筋与混凝土之间的非线性粘结-滑移行为,建立了研究钢筋混凝土柱力学行为的三维细观尺度数值模型。在验证模型合理性的基础上,研究了轴压比及剪跨比对不同结构尺寸尤其是大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能的影响,并将结果同Ba?ant尺寸效应律进行拟合对比,发现钢筋混凝土柱在压弯剪作用下的尺寸效应规律与Ba?ant尺寸效应律吻合良好。(3)借助相关试验及模拟数据,基于经典的Ba?ant尺寸效应律思想提出了能够反映尺寸效应影响钢筋混凝土短柱抗剪承载力修正公式。该公式的计算值与试验值吻合良好,可为工程设计和规范修订提供参考。