摘要：本文主要介绍了一种用于提高矩形截面钢筋混凝土短柱、超短柱延性的方法，并通过一个数值试验的算例，证明钢套管对矩形截面的钢筋混凝土超短柱也可以起到足够的约束作用。 关键词：钢管约束钢筋混凝土；超短柱；延性 引言国产DVD播放机
我国是受地震灾害影响最严重的国家之一，历次地震给人们的生命财产造成了重大损失。而在地震中，建筑的破坏和倒坍又是造成损失的重要原因，所以建筑物的抗震性能一直是结构设计的重要内容。柱作为建筑结构承重体系的重要部分，其在地震中的抗震性能尤为重要，所以我国的规范对其有着严格的限制以保证柱在地震中具有足够的强度和来承受荷载，并有足够的延性消耗地震的能量。
有关战争的资料 在混凝土结构的工业与民用建筑中，常常会在底部形成短柱或者超短柱。如现代的大型火电发电厂主厂房，由于厂房结构中一般要求空间大，加上工业设备荷载很大，厂房的框架f检验
聂耳与国歌
梁、框架柱截面通常较大。而由于工业生产中工艺流程的需要，相邻结构之间又常会产生错层，这样导致局部位置会形成短柱。又如在民用建筑中部分框支剪力墙结构，在转换层的转换梁和框支柱的截面通常较大，导致框支柱在转换层净高小，会形成短柱。为了满足结构抗震对延性的要求，短柱部分需要采取特殊的构造措施或者特殊的结构形式。
柱的破坏形态主要有三种，分别为弯曲破坏，剪切破坏和粘结破坏。而对于普通钢筋混凝土短柱或者超短柱，在地震作用下，很可能发生剪切破坏，破坏时呈明显脆性，延性很差，而且轴压比越大，配筋率越低，滞回性能越差。
2.钢管约束钢筋混凝土的起源及优点
钢管混凝土最早与十九世纪七十年代运用于桥梁工程，而后逐渐在在工业厂房中作为结构柱使用。但直到上世纪六十年代开始，研究人员和工程师逐渐意识到钢管混凝土有着广阔的应用前景。其中日本在关西地震、阪神大地震等多次大地震中，钢管混凝土均表现出了良好的抗震性能，遂逐渐成为结构抗震研究的热点。而钢管约束混凝土是由钢管混凝土发展而来，Tomii等人与1985年首次提出了套管柱（tubed column）的概念，钢管约束钢筋混凝土柱有别于普通钢筋混凝土柱的最重要的特点是在梁柱节点的上下端连接处，钢管和梁端部预留一个缝隙，这样做的好处是钢管只承受摩擦产生的很小的竖向力，当混凝土
个旧一中校长表面涂有沥青等减小摩擦的材料后，钢管几乎不产生竖向力，而仅仅提供横向的约束作用。
研究人员的初衷就是为了通过改变钢管壁的受力状态而提高对混凝土的约束作用，从而改善钢筋混凝土框架短柱的延性，随后的试验也证明其具有优良的抗震性能，尤其在较高轴压比下仍然具有较好的延性，因此这种结构非常适合运用于具有较高地震设防烈度的地区，故而也被称为超级钢筋混凝土结构（Super-reinforced Concrete Structure）。由于钢管约束钢筋混凝土柱的这种构造，其受力方面有许多优点：钢筋混凝土柱得到有效约束，混凝土在三向受压作用下，使柱截面的抗剪承载力和轴向承载力明显提高，与此同时，钢套管很大程度上改善了短柱的延性，使短柱的破坏特征逐渐由脆性破坏转向延性破坏；由于钢管两端不与框架节点相互接触，使得钢套管上部荷载不会直接施加在钢套管上，钢管沿着纵向的应力仅由其与混凝土之间的摩擦产生，从而使钢套管的应力状态为单向受拉状态，仅仅提供横向的约束作用，避免了钢管受压屈服，这样钢套管可以选用厚度较小的钢板，增加了径厚比，降低了成本；由于钢管对混凝土的约束作用，使纵向钢筋与混凝土之间的粘结强度提高，并使得钢筋外的保护层也得到约束而不至轻易破坏，因此可以有效地防止纵向钢筋被压屈。
3.矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱的数值分析
自钢管约束混凝土的概念提出后，国内外的学者系统的研究了圆形和方形钢管约束钢筋混凝土在轴向压力和水平力作用下的性能，表明钢套管可以增强对钢筋混凝土的约束作用，有效地提高了钢筋混凝土短柱的延性和承载能力，但不同的学者提出了不同的承载力计算公式，并主要是针对圆形截面和方形截面提出的；同时由于试验数量有限，不同学者提出的计算公式差别较大。为了验证矩形钢管对钢筋混凝土短柱的约束作用，本文对矩形截面的普通钢筋混凝土超短柱（RRC）和钢管约束钢筋混凝土超短柱(RTRC)进行了数值试验。试验中超短柱截面的长宽比为2.5，超短柱的剪跨比为1，数值试验所采用的混凝土本构采用《混凝土结构设计规范》中附录C推荐的本构模型，钢筋采用双折线弹塑性模型。数值试验以轴压比为参数，对两种超短柱模拟得到的骨架曲线如图1和图2所示。
普通矩形截面钢筋混凝土超短柱的计算结果（图1）表明，不同轴压比下的构件峰值承载力基本相同，但当普通钢筋混凝土超短柱在轴压比小于0.4时，构件的抗剪承载力在达到峰值后，会缓慢下降，表现出了一定的延性；而当轴压比大于0.4时，构件的抗剪承载力在达到峰值后，有一个明显的下降阶段，并迅速降至峰值承载力的80%以下，构件失效，
在失效时的变形未达到规范规定的2%的要求。
矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱的计算结果（图2）表明，当宽厚比为111时，矩形截面钢管对混凝土的约束作用使得超短柱的抗剪承载力有一定的提高，而提高程度随着轴压比的降低而降低。在轴压比为0.3时，钢管约束钢筋混凝土超短柱的抗剪承载力降至和普通钢筋混凝土超短柱的抗剪承载力接近。而在轴压比不超过0.5时，不同轴压比下的构件均表现出较好的延性，且轴压比越低，延性越好，这一点与普通矩形钢筋混凝土短柱的试验结果类似。但在较高的轴压比下，钢管约束钢筋混凝土超短柱表现出了远好于普通钢筋混凝土超短柱的延性，在轴压比不超过0.5时，均可以满足规范对层间位移角的要求。
结束语
由算例分析可知，矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱在轴压比超过0.4后，表现出了远优于矩形截面的普通钢筋混凝土超短柱的延性，而且钢管的约束作用在一定程度上还提高了钢筋混凝土超短柱的抗剪承载力。模拟试验表明，矩形截面钢管在长宽比不超过2.5、宽厚比不超过111时仍可以对钢筋混凝土超短柱提供有效的约束作用，提高超短柱的延性。
参考文献
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