不同配筋率钢筋混凝土柱应变率效应

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发布时间：2021-11-20

资料介绍

摘要.混凝土是一种率敏感性材料.正确把握应变率效应对钢筋澀凝土构件在强震等动力荷载下力学性能的影响,
对结构抗震和抗风设计至关重要。采用CEB规范建议的考虑混凝土应壹率效应的动力本构关系，运用纤维模型对
钢筋混凝土柱在不同加裁速率下的动力性能进行了敷值模拟。对4个钢筋混凝土柱构件的快速加载试验的试验结
果与模拟结果进行比较,结果表明所建立的纤维单元模型能够较好预测混凝土柱恢复力特性.验证了基于动力本构
的纤维单元模型的有效性。基于此模型，研究了不同纵向配筋率和体积配箍率对钢筋混凝土柱动力性能的影响,结
果表明纵向配筋率和体积配箍率对动力性能的影响星现出不同的特征。
关键词,铜筋混凝土柱,配筋率，应变宰影响,参数分析。数值模拟,纤维模型方法
中图分类号:TU318
文献标志码:A
文章编号:1674- 4764(2012)S2 011066
Strain rate effects on dynamic behavior of reinforcement
concrete columns with various rein forcement ratio
XU Bin*.n, TANG Liang*,LONG Yeping*
(8. College of Civil Engineerng; b. Key Laboratory of Building Safety and Energy Eftciency, Hunan University,
Changsha 410082, P. R. China)
Abstrncl:The mechnical characteristics of conerete is sensitive to the strin rate and it is erueial to consider the ffee of load
ratcs on the bchavior of reinforced conerote (RC) strucures subicctoed to dynamie loads such 85 severe certhqukes. In this stud-
y, numerical simulations on the dynamic behavior of typical RC column specimens under dynamie lodings with difent lod
rates were performed, Conerete consitutive model considering the strain rate efects propsed by the CEB code was employed
with a fiber model如characterize the nonlinear strain rnte dependent behavior of RC columns. The developed dynamie fiber ele
ment model ws validated by comparing the simulated results of four RC column secimens with the fast londing test results.
Results show that the developed fiber element model can predict the bchawior of RC columns with aceptable accuracy. After
valiating the proposed fiber elemcn model considering the strain rate efoet the load carrying capecity of diferent RC columns
with various longitudinal reinforcement ratios and volumetric sirrup ratios were simulated, Results show that the trends of the
infuences of longitudinel reinforment ratios and volumetrice sirrup ratios om the loud carrying capacity of the RC columns un
der dynamie loadings are diferent
Key words I reinfrced concrete columns; reinforeement ratios; strain rate ffects parametrical analysis; numerical simulation;
fiber model method
早在20世紀初,人们就通过试验发现混凝土强度与应
准下的本构试验的结果。运用有限元方法对混凝土动力强度
变速率有关,混凝土是一种率敏感材料。1917 年, Abrams在
随着荷载速率的增加而增长进行了数值模拟，并对应变率效
对混凝土试块进行动载(应变遗事约为2X 10-*/9)和静载
应的成因进行了探讨(司。
(应变速率约为8X10-*/s)压缩试验时发现混凝土抗压强度
近年来人们在混凝土构件层次上，对应变率对结构构件
存在速率敏感性0]。随后，人们逐步开展了混凝土在动力荷
性能的影响进行了一些模拟和试验研究。研究表明钢簡混，
载作用下的力学性能试验研究。1991 年,Bischof和Perry对.
凝土结构或者构件在动力和静力荷载作用下的力学行为存
加载速率对混凝土抗压强度影响的相关研究成果进行了总
在差异。Oani等人对钢筋混凝土梁进行的静力和动力试验
结，认为在大多数情况下，混凝土动力强度的增长都可以用
发现在地震的应变率水平下，梁的抗弯承载力较静态的抗弯
荷载速率(或应力速率、应壹速率,比的对数关系来加以表
承载力提高7%~20%D]。Tagani 等人通过对钢筋混凝土
示国。这一结论得到后来研究者Malvar 和Ross的确认(1。
柱的动力和静力试验发现在动力加载下柱的抗弯承载力和
Cotoes和Pvbovic甚于现有混凝土材料在不同应变率水
抗剪承载分别比静力加载下提高6.9%~9.5%和1.3%田。