反复荷载作用下钢筋轻骨料混凝土框架柱的抗震性能试验研究

工程结构反复荷载作用下钢筋轻骨料混凝土框架柱的抗震性能试验研究王明枉(中国建筑西南设计研究院成都610081)1前言轻骨料混凝土结构，广泛地应用于高层建筑是今后研究的主要课题。近几年来，国外的高层建筑物的建筑中，不但广泛使用轻侧移变形等。2试验概况为了研究钢筋煤研石混凝土框架柱的抗震性能，进行了17根煤研石混凝土柱在低周骨料混凝土作结构材料，而且作为结构的保温材料。轻骨料混凝土同重混凝土相比具有很多优点:堆积密度较小、导热系数较低、耐火度较高。在建筑中使用轻骨料混凝土，由于其初始弹性模量较低、耐火度较高。在建筑中使用轻骨料混凝土，由于其初始弹性模量较低，提高了建筑物的柔性，加之其自重轻，还可以减小地震荷载。因此，轻骨料混凝土是地震区及承受动荷载结构的理想的建筑材料。锻烧后的煤研石就是一种轻骨料，煤砰石是煤矿工业废料，在我国各种工业废料中，煤砰石量占第一位。如将煤砰石作为资源加以利用，却是一笔巨大的财富，因此，综合利用煤歼石是一项十分迫切的必要的任务。本试验研究的内表1反复荷载下的基本性能研究，作为对比，另作2根普通混凝土柱的基本性能研究。2.1试件设计本次实验的试件断面尺寸定为b'xh=200x200(mm)，混凝土强度等级定为C25。柱的剪跨比定为A为2与3。柱的轴压比定为n=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8。主筋配筋率在这次实验中不作为一个参数而取为定值，纵筋采用对称配筋，单边为3012,p二0.85%，配箍率p}分别为0.282%,0.503%。由选定的剪跨比可得试件中段柱长为与二800mm和L二1200mm，试件的柱头尺寸定为450X,700x200(mm)。按所选定的配箍率，所配箍筋定为:p}=0.282%,456100;p}=0.503%,(D8@100.容，在于通过试验，了颗粒密度解在低周反复水平荷堆积密度(kg/m?)(kg/rd)载作用下，轴压比不20001040同的钢筋煤歼石混凝表2土框架柱，从加荷至混凝土的质量密度破坏的全过程及破坏缎烧煤歼石骨料的物理力学性能筒压强度(MPa)24小时吸水率(%)10.7占研石总量48!7.1陶红色占80%煤歼石混凝土配合比每立方米混凝土材料用量(kg)水泥400特点;探讨轴压比、配箍率、剪跨比对柱抗强度设计值.(叼rd)C25研石860研石砂460总用水240总水灰比0.61780剪强度的影响;测试在各种条件下，纵筋、箍筋应变和混凝土裂缝发展和各控制点的表3普通混凝土配合比四川建筑第20卷增刊2000.9205工程结构2.2使用的材料实验用的煤歼石骨试件的破坏形态可分7种情况。A为弯料最大粒径为20rnm,5rnm以下为锻烧歼石曲屈服前的剪切受拉破坏;B为剪切受拉破砂，表1,2,3为实验用的锻烧煤歼石骨料物坏;C为高剪压破坏;D为弯曲屈服前的粘结理力学性能。开裂破坏;E为弯曲受压粘结开裂破坏;F为从结果看出，煤研石硅的质量密度比硷弯曲剪切型破坏;G为弯曲受压型破坏。低约1/5，煤歼石硷属于轻骨料混凝土。由试验所得各试件的弹性刚度、裂缝出2.3加力及测试整个试验是在“建研现荷载、屈服强度及相应的位移等试验数据式”反复循环加荷试验装置上进行的，这个装均记录于表、。其中把第一循环的荷载位移置的优点如下:①易于多次反复加荷;②对试曲线的直线段与坐标轴夹角的正切定义为弹件突然的脆性破坏能保证安全;③试件破坏性刚度。形态的观测，变位和应力的测定都很方便;④4结论试件的就位与拆除也很容易。①与普通混凝土相同的轴压比也是影响荷载作用线通过安装在试件上端的r煤歼石混凝土柱的抗震性能的主要因素。②型刚架传至试件中央部位，在此线上设置拉煤歼石混凝土框架柱的延性低于普通混凝土压300kN行程1200rnm的油压千斤顶，由󰀀框架柱约10%,③对于普通混凝土框架柱千斤顶对试件施加剪力，这样仅由千斤顶的的受拉配筋率R作了限制，当Pt<1%时不反复拉压就能做到正负多次反复加荷。发生粘结破坏，当Pt>1%时，发生粘结开在试验过程中各试件轴向压力保持定裂。而对煤歼石混凝土框架柱，Pt为0.85%值。水平加荷程序为:屈服前以荷载控制，从时有粘结开裂破坏发生，说明煤歼石混凝土20kN开始每增加20kN反复加载一次，屈服柱的粘结强度低于普通混凝土柱。④煤研石后以柱顶位移控制。混凝土框架柱的抗剪开裂强度与极限抗剪强3试件的破坏形态及试验结果分析度都低于普通棍凝土框架柱，约低于20%。表4试件测试结果试件编号fcWa屈服时最大荷载时最大变形时延性率破坏nvy(kN)k(MM)va,(kN)匈(mm)VAN彻(xnn)拜状态1QC-10220.00.274.010.00.017.076.523.02.3A1Q()一10318.00.380.013.592.020.078.022.01.63A1Q心-10422.00.496.010.0118.013.0106.015.01.5A1QC-10520.90.598.010.0114.018.097.023.02.3B1以=10619.00.684.06.0i00.08.085.012.02.0B1QC一-10820.90.898.07.0108.010.0108.011.01.57C1QC-20218.00.266.012.005.022.068.030.02.5D1QC-20320.00.390.015.0106.025.093.532.02.13A1QC-20423.90.496.013.0106.023.090.027.02.07B1QC-20615.70.680.09.0110.015.078.222.02.44E1QC-20819.00.880.010.00.015.076.523.02.3E1SC-10320.90.3110.017.0123.027.0104.629.01.7A1SC--10820.90.8114.07.0132.013.0112.014.01.75C2QC-10219.40.256.017.066.030.056.052.03.06F2QC-10317.40.352.015.060.031.051.044.02.93F2QC-10418.00.464.017.074.028.063.045.02.65F2以=10518.00.570.013.078.023.066.334.02.62F2QC-10619.40.664.011.072.016.061.229.02.63G2(X-10817.40.866.08.576.016.064.622.02.6G206四川建筑第20卷增刊2000.9