钢筋混凝土异形柱抗震性能试验研究

　　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：

　　[1]曹万林，胡国振，崔立长，周明杰.钢筋混凝土带暗柱异形柱抗震性能试验及分析[J].建筑结构学报，2002(01).

　　[2]王焕友.填充墙及暗柱对异形柱结构抗震性能影响研究[D].山东建筑大学，2011.

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