《高縱筋率鋼管約束混凝土結構的靜力與抗震性能》是依託蘭州大學，由周緒紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高縱筋率鋼管約束混凝土結構的靜力與抗震性能
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：周緒紅
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
工程實踐中，傳統組合框架柱與鋼筋混凝土梁連線複雜，施工難度大。高縱筋率鋼管約束混凝土柱是將鋼管混凝土或型鋼混凝土柱中的大部分鋼管或型鋼以縱向鋼筋的形式彌散於混凝土中，而將剩餘部分以薄壁鋼管的形式外包於混凝土；鋼管在樑柱節點區斷開，不直接承擔縱向荷載，只對核心混凝土起約束作用，避免了鋼管混凝土或型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁連線複雜的問題。高縱筋率鋼管約束混凝土既繼承了鋼管混凝土約束效果好的優點，又繼承了型鋼混凝土抗火性能好的優點，具有承載力高、抗震性能好、抗火性能好、與鋼筋混凝土梁連線方便和造價低的特點。課題組將在傳統組合結構研究方法和研究成果的基礎上，採用理論分析、模型試驗和數值模擬的手段，對高縱筋率鋼管約束混凝土短柱的軸壓力學性能、框架柱的抗震性能、樑柱節點的靜力和抗震性能進行系統深入的研究，在研究結果的基礎上，建立高縱筋率鋼管約束混凝土結構的設計理論，提出抗震設計方法。
結題摘要
本項目在國家自然科學基金資助下，對圓形和方形截面高縱筋率鋼管約束混凝土短柱的靜力和抗震性能、樑柱節點的軸壓和抗震性能進行了系統的試驗研究和理論分析，並按計畫完成了預定的目標。項目研究取得的各項成果可為高縱筋率鋼管約束混凝土結構的套用和設計提供參考和建議。本項目的主要研究成果如下： (1) 對80個高縱筋率鋼管約束混凝土試件進行了試驗研究，研究內容主要包括短柱的軸壓、偏壓和滯回性能以及節點的軸壓和抗震性能，驗證了高縱筋率鋼管約束混凝土構件的優越性能。 (2) 建立了軸壓荷載作用下圓鋼管約束混凝土柱的簡化力學模型，推導了鋼管應力隨高度變化的參數方程。 (3) 提出了高縱筋率鋼管約束混凝土短柱軸壓承載力計算公式，計算結果與試驗及有限元結果吻合較好。 (4) 推導了鋼管約束混凝土極限壓應變隨約束強度的變化關係，並建立了極限壓應變的計算公式。 (5) 建立了高縱筋率鋼管約束混凝土偏壓構件的纖維模型，並驗證了軸心受壓下的約束混凝土本構關係可直接套用於偏心受壓構件。 (6) 提出了不同混凝土強度和套箍係數下鋼管約束混凝土等效矩形應力係數α和β的取值；並在此基礎上，建立了圓/方高縱筋率鋼管約束混凝土構件的正截面承載力計算公式。 (7) 提出了基於特徵點方法的軸力—彎矩相關曲線，進一步簡化了對稱配筋高縱筋率鋼管約束混凝土柱正截面承載力的計算。 (8) 建立了考慮延性的鋼管約束混凝土短柱抗剪承載力公式，公式中明確了鋼管與混凝土的組合作用。 (9) 提出了新型的鋼管約束鋼筋混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架節點，包括梁水平加腋、柱節點區並筋和節點區鋼管貫通開洞三種形式，並提出了靜力和抗震設計方法。
