【摘 要】
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HTRB630级钢筋是我国最新研发出的一种屈服强度超过600MPa的高强钢筋,是未来混凝土结构用钢筋更新换代的主力产品,推广使用此种钢筋可有效减少钢筋用量,减轻结构自重,节约资源能源,提高经济效益。推广使用600MPa级高强钢筋,首先应保证其强度可得到充分发挥。但由于屈曲的存在,处于受压状态的钢筋强度可能无法充分发挥,这直接影响材料的强度利用率。因此本文采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对600
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFC0703406）; 国家自然科学基金项目（51878540、51878543）
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HTRB630级钢筋是我国最新研发出的一种屈服强度超过600MPa的高强钢筋,是未来混凝土结构用钢筋更新换代的主力产品,推广使用此种钢筋可有效减少钢筋用量,减轻结构自重,节约资源能源,提高经济效益。推广使用600MPa级高强钢筋,首先应保证其强度可得到充分发挥。但由于屈曲的存在,处于受压状态的钢筋强度可能无法充分发挥,这直接影响材料的强度利用率。因此本文采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对600MPa级高强纵向钢筋混凝土柱抗震性能进行研究,并对构件中600MPa级受压纵筋的强度发挥程度进行分析,主要包括以下几方面内容:（1）通过7个配置600MPa级高强纵向钢筋的混凝土柱在高轴压比下的低周反复水平荷载试验,研究了高强纵向钢筋混凝土压弯构件的破坏过程、破坏形态,以及高强纵向钢筋混凝土柱的水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性性能及耗能能力等抗震性能,分析了体积配箍率、纵筋直径、箍筋强度等对高强纵向钢筋混凝土柱抗震性能的影响,以及高强箍筋、高强纵筋的应力及强度发挥水平。研究结果表明,各个试件形成的塑性铰均在柱根部,压弯破坏特征明显;柱顶荷载-位移滞回曲线的形状均较饱满,试件在地震作用下其具有良好的耗能能力;位移延性系数绝大多数大于3.0,介于3.0～4.0之间,极限位移角均大于1/50,最小的是1/36,试件在地震作用下的变形能力较好;箍筋的屈服普遍在试件达到峰值荷载之后,纵筋的屈服普遍发生在试件达到峰值荷载之前,这样使箍筋能更好的起到约束作用,使纵筋的应力水平得到了充分的发挥。（2）高强纵向钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟分析研究。基于ABAQUS有限元分析平台,高强钢筋采用考虑屈曲影响的本构模型,建立了高强纵向钢筋混凝土柱在低周反复水平荷载下的非线性有限元模型,利用本文高强纵向钢筋混凝土柱的抗震性能试验结果,验证了非线性有限元模型的有效性。进一步分析了轴压比、高强纵筋强度、箍筋强度、箍筋直径、箍筋间距和混凝土强度等因素对高强纵向钢筋混凝土柱抗震性能的影响,数值模拟表明:（1）轴压比对高强纵向钢筋混凝土柱的抗震性能影响较大,提高轴压比对试件耗能能力的提高是不利的,但其可以提高试件的最大承载力;（2）其他条件不变时,提高箍筋强度会使试件的耗能能力和承载力增加;（3）其他条件不变时,减小箍筋间距会提高试件的耗能能力和承载力;（4）混凝土强度的增大也会使试件的耗能能力和承载力得到提高;同时采用钢筋等强度代换方式,对采用600MPa级高强钢筋代替普通钢筋作为钢筋混凝土构件中受力纵筋,以达到节约钢材的目的做了分析研究。此外还研究了高强纵向钢筋的压曲性能,为以后进一步开展600MPa级高强纵向钢筋混凝土柱的研究奠定了一定的基础。
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