高强混凝土组合结构的抗震性能研究

通过试验，研究了钢管/钢骨高强混凝土叠合柱的抗震性能及其参数（轴压比、叠合比、混凝土强度等）对其抗震性能的影响；编制了计算叠合柱力-位移和弯矩-曲率关系骨架曲线的计算程序，并进行了大量的计算，统计给出了计算叠合柱力-位移和弯矩-曲率关系骨架曲线的特征点计算公式；发现随水平荷载的变化，叠加柱的总轴力在核心钢管（钢骨）混凝土和外国混凝土之间变化的现象，对此问题进行了深入系统地研究，指出了规范定义了名义轴压比实际是峰值荷载应的轴压比，这给组合结构设计带来了困难，为了方便设计，我们定义了名义轴压比，并建议了名义的限值；建立了叠合柱和叠合节点的抗震设计方法；对沈阳方圆大厦进行初步设计。 2100433B

随着现代建筑向高层、大跨方向发展，柱承受的竖向荷载增大，采用型钢与超高强混凝土(C100级)组合柱解决这一问题。超高强混凝土突出的弱点是力学性能呈现出显著的脆性，因此型钢超高强混凝土结构与型钢混凝土结构在力学行为必然显著不同，尤其抗震延性方面差异较大。历次国内外震害调查表明，柱及梁柱节点区的震害情况往往比其它构件破坏严重，柱和节点的延性是建筑物在大震下能否倒塌的关键之一。现行《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)适用于混凝土强度C60级以下，不适用于型钢超高强混凝土组合结构。国内外对型钢超高强混凝土组合柱与节点抗震性能的研究较少，因此，进行型钢超高强混凝土组合柱与节点抗震性能研究是非常必要的。本课题主要研究内容为型钢超高强混凝土组合柱与节点的破坏机理和抗震性能。 2100433B

针对改善高强混凝土结构抗震性能的问题，充分利用碳纤维复合材料的力学性能和感知特性，发展具有自监测损伤功能的外包碳纤维机敏高强混凝土柱组合构件，建立其抗震分析理论、设计方法和震后安全评定准则。通过研究环氧树脂基碳纤维应力－应变－电阻损伤自监测特性，发展碳纤维标准传感元件；基于碳纤维监测功能，研究外包碳纤维机敏高强混凝土基本力学性能和增强机理，建立其本构关系模型；研究外包碳纤维机敏高强混凝土柱抗震性能的影响因素，建立抗震性能理论分析和设计方法；研究震后柱剩余承载力的简化计算方法，建立震后构件的安全评定方法和标准。通过上述研究，为高强混凝土结构抗震和震后定量安全评定提供新理论和新方法，为发展机敏高强混凝土结构奠定基础。 2100433B