摘要：本文在对SRC异形柱、节点的大量研究的基础上，对1榀实腹式SRC 异形柱边框架进行低周反复荷载试验，观察了框架的破坏过程，对框架的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、延性、变形能力以及耗能能力等进行研究。并对于有限元模拟的结果应该较好的符合实验的研究结果，对影响实腹式SRC 异形柱边框架荷载—位移曲线的因素进行模拟分析，研究的各参数的影响规律应符合理论实际和实用价值。
关键词：钢混凝土异形柱边框架；抗震性能；有限元分析
1 引言
钢筋混凝土结构是目前推广应用最为广泛的异形柱结构体系。但普通钢筋混凝土异形柱框架结构有如下一些缺点：1.承载力低，2.抗震性能较差，3.异形柱的轴压比限值较低，4.异形柱结构的混凝土、钢材用量都有所增加，造价比矩形柱结构略高，比一般的砌体结构更高，5.柱肢厚度、梁宽和墙厚相同，都较小，导致异形柱内钢筋拥挤，在梁柱节点处尤为密集，钢筋位置交织在一起，施工有一定的困难。
随着现代建筑正往高而复杂发展，可以预见，钢筋混凝土异形柱已经满足不了现在建筑的要求。由此可见，为了进一步推广异形柱结构的应用，就必须研究出承载力高、轴压比限值大，延性及抗震性能好的新型异形柱结构。
目前国内外对型钢混凝土异形柱结构体系的研究成果大部分集中在型钢混凝土异形柱、节点的承载力及抗震性能等方面，对SRC 异形柱框架的研究不是很多，鲜少发现相关文献。因此，为了完善该新型结构体系，推广其应用，研究其受力性能、破坏形态、承载力、延性、刚度退化和耗能能力等力学特性，具有重要的意义。
2 主要研究内容
(1)对型钢混凝土异形柱边框架1/2 模型进行低周反复荷载试验；
(2)研究低周反复荷载作用下型钢混凝土异形柱边框架的破坏形态及破坏过程，裂缝分布及其发展规律；
(3)通过研究试件的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线，分析试件的承载力、延性、变形能力、刚度以及耗能能力；
(4)对型钢混凝土异形柱边框架进行了有限元模拟，对模拟得到的试件的荷载—位移骨架曲线、变形图、应力图进行了较为细致的分析；
(5)在已有分析的基础上，改变型钢混凝土异形柱边框架的设计参数，包括轴压比、混凝土强度、钢材屈服强度、肢高肢厚比等，进行了有限元模拟计算，分析了各参数对型钢混凝土异形柱边框架荷载—位移骨架曲线的影响规律。
3 研究方法
本文在对SRC异形柱、节点的大量研究的基础上，为了完善对这一结构体系的研究，打算对1榀实腹式SRC 异形柱边框架进行低周反复荷载试验，观察了框架的破坏过程，对框架的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、延性、变形能力以及耗能能力等进行研究。
实验试件初步设计为三层两跨，实腹式SRC 异形柱边框架的柱截面形式为角（L 型）、边柱（T 型），通过钢筋混凝土梁相连而成。由此完善实验具体的方案，保证实验的顺利完成。通过对实腹式SRC 异形柱边框架进行低周反复荷载试验，研究实腹式SRC 异形柱边框架从弹性到弹塑性发展的全过程，然后根据试验结果，对框架的载能力、刚度退化、延性、变形能力及耗能能力等进行研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时打算利用有限元软件进行了模拟计算，得到试件的变形图、应力分布图和单调加载时的荷载—位移骨架曲线，进而分析其受力特性，比较实验和有限元结果的吻合度，最后对影响实腹式SRC 异形柱边框架P-Δ曲线的因素进行变参数分析。
从计算的数据可以得到三种工况模式下楼层最大（相对）位移是：反应谱法29.30mm，模态分析法28.60mm，直接积分法为166.34mm。前两种结果相差不大，符合弹性分析要求。其中Y 方向的位移：直接积分法>模态叠加法>规范反应谱法。反应普法与模态叠加法的顶点位移角分别为1.32*10-3、1.29*10-3满足小于1.82*10-3的规范要求，直接积分法的顶点位移角为0.00749，满足规范1/50=0.02 的要求。从数据可以看出直接积分结构顶点位移最大，因为发生了弹塑性变形。对于弹性验算：反应谱法的位移大于反应谱法的位移，两者相差不是很大。
从计算的数据还可以得到结构顶点的（相对）加速度，分为是：反应谱法1713.98mm/s²，模态叠加法1976.82mm/s²，直接积分法11139.72mm/s²。可知，就加速度而言，直接积分法>模态叠加法>反应谱法。也可以得到结构的最大反应内力，分别是：反应谱法的Fy=6730.84 KN、Mmax=100400KNm，模态叠加法的Fy=5995.51KN、Mmax=97430KNm，直接积分法的Fy=35074 KN、Mmax565600KNm。
从以上结果来看，加速度的规律与位移的规律呈正相关，结构设计内力弹性阶段由反应谱法控制，弹塑性阶段由直接积分法进行验算。结构在该三种工况作用下，有较好的抗震性能，满足规范相关要求。
4 预期研究结果
通过上述的研究内容和方法，本文做出如下的预期成果展望：对于实验研究结果应当需要满足合理的力学定律和实验经验预测，包括：
(1)实腹式SRC异形柱边框架在低周反复荷载作用下，梁端应先于柱端出现塑性铰，这样才能够实现梁铰破坏机制，满足“强柱弱梁”的抗震要求。
(2)实腹式SRC 异形柱边框架的整体和层间位移角都不应大于规范规定的弹塑性层间位移角限值，框架有较强的抗倒塌能力。
(3)实腹式SRC 异形柱边框架应具有良好的延性，加载结束时，其整体位移延性较好。
(4)框架的刚度退化开始应较快，随后应逐渐变慢，刚度分布应比较均匀，没有形成薄弱层。
(5)实腹式SRC 异形柱边框架应具有稳定的抗震承载力，强度退化不严重。
(6)实腹式SRC 异形柱边框架的滞回曲线应饱满，应具有良好的耗能能力。
对于有限元模拟的结果应该较好的符合实验的研究结果，对影响实腹式SRC 异形柱边框架荷载—位移曲线的因素进行模拟分析，研究的各参数的影响规律应符合理论实际和实用价值。
参考文献
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论文作者:屠光续
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：异形论文; 位移论文; 边框论文; 荷载论文; 延性论文; 混凝土论文; 曲线论文; 《基层建设》2019年第20期论文;