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1、分类号 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文题 目：预制混凝土短柱的抗震性能试验研究 英文题目： Experimental study on seismic performance of precast concrete short columns 学位申请人姓名：杨德强申请学位领域名称：建筑与土木工程指导教师姓名：邓友生二一五年四月分类号 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文 题 目 预制混凝土短柱的抗震性能实验研究 英文题目 Experimental study on seismic performance of precast concrete sho
2、rt columns 研究生姓名（签名） 校内导师姓名（签名） 职 称 校外导师姓名（签名） 职 称 申请学位领域名称 领域代码 论文答辩日期 学位授予日期 学院负责人（签名） 评阅人姓名 评阅人姓名 2015年 5月 5 日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了
3、解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要目前，发达国家中钢筋混凝土短柱普遍应用于高层建筑、大型工厂以及桥梁等的建设中。从汶川地震调查报告中可以发现：混凝土框架结构典型的破坏形式之一是其短柱遭受严重的破坏。虽然短柱在地震灾害中往往会成为主要的受破坏构件，但在很多工程中短柱的设计却不可避免，因此，短柱的问题在结
4、构设计当中应获得十足的重视。预制混凝土结构相比现浇混凝土结构有施工快捷、环保、成本低等优点，近年在建筑行业中普遍受到青睐。预制结构首先需要解决的就是预制构件间的相连问题。相连节点、接缝之间应该重视概念设计，通过对其进行合理的设计与构造措施，保证构件之间的连续性以及结构的稳定性。鉴于此，本文进行了2个预制混凝土短柱和2个现浇混凝土短柱在低周反复水平荷载作用下的抗震性能试验，研究钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的预制混凝土短柱的抗震性能，同时研究柱与地基梁的不同连接方式对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。主要研究内容如下：（1）本文通过收集国内外相关资料，介绍了预制混凝土结构相关理论及试验的发展和研究现状
5、，归纳了目前仍存在的一些问题，从而提出本文的研究目的和意义。（2）根据本文的研究目的，设计相应的试验方案，对采用钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接方式的预制混凝土短柱与现浇混凝土短柱施加低周反复水平荷载，测量其抗震性能；进行试件的设计与制作；针对所需要的数据进行应变片和位移计的布置和量测，考察试验预制混凝土短柱和现浇混凝土短柱的破坏全过程，分析试验短柱的破坏机理。 （3）根据采集的数据绘出试验短柱的水平荷载位移滞回曲线，描述和分析其滞回特性，并通过试验所得的滞回曲线和其所包围的面积衡量试件的耗能性能，得出试件的骨架曲线，分析其延性性能、承载能力、抗裂能力等抗震性能。 （4）研究了预制混凝土短柱和现浇
6、混凝土短柱的抗震性能并进行了对比分析，同时对比分析了混凝土短柱与基础梁的不同连接方式对混凝土短柱抗震性能的影响，主要目的在于发挥预制混凝土快捷、环保、成本低等优点，处理好预制构件之间的连接，为将来的工程应用开辟新的道路，加快住宅产业化的步伐。 关键词：混凝土短柱；试验；破坏机理；抗震性能 湖北工业大学硕士学位论文AbstractCurrently, developed countries apply reinforced concrete short columns widely to the construction of tall buildings, large factories an
7、d bridges. The wenchuan earthquake disaster investigation showed that one of the typical form of damage of frame structure is the seriously damaged of concrete short column. Although short column often become major damage components in the earthquake disaster, but its design inevitably in many proje
8、ct, so, the problem of short column should receive adequate attention in the structural design issues. Compared to cast-in-place concrete structure, precast concrete structure has the advantage of construction fast, environmental protection, low- cost, etc, and it has generally favored in the constr
9、uction industry in recent years. The priority for precast structure is the problem between the prefabricated connections. Connecting nodes, the seams should focus on conceptual design, through reasonable design and structural measures to ensure continuity of components and the overall stability of t
10、he structure. In view of this, the paper conducted seismic performance test of two precast concrete short columns with two cast concrete short columns under low cyclic horizontal loads，to study the seismic performance of precast concrete short columns with reinforced insert embedded corrugated pipe
11、slurry anchor connections, and study the seismic performance effects of reinforced concrete short columns with different forms of connections between the columns and foundation beams . The main research contents are as follows: (1)In this paper, by collecting relevant data at home and abroad , intro
12、duces development and research status of the precast concrete structure theory and experiment, summarized some problems still exist, which made the objective and worth of this paper. (2)According to the research objective of the paper, design the corresponding experiment scheme, conduct low reversed
13、 cyclic horizontal loads to precast concrete short columns and cast concrete short columns with use of the plug-in embedded steel corrugated pipe pulp anchor connection, measure its seismic performance, carry on design and production of the test pieces, layout and measurements the strain gauge and d
14、isplacement for the needed data, study the whole process of destruction of precast concrete short columns and cast concrete short columns, analysis the failure mechanism of test short columns. (3) Obtain experimental short column horizontal load-displacement hysteretic curves on the basis of the col
15、lected test data, describing and analyzing the hysteretic behavior and measuring the energy performance of the specimen through the hysteretic curves and the area enclosed by the curve obtained in a test, reach the skeleton curve of the specimen, analyze its seismic performance of ductility, carryin
16、g capacity, cracking resistance capacity, etc.湖北工业大学工学硕士论文 (4)Research and compare the seismic performance of precast concrete short columns and cast concrete short columns and comparative analysis of the impact of the different forms of connections between foundation beams and concrete short column
17、s on the seismic performance of concrete short column, the main purpose is to develop precast concretes advantage of fast, environmental protection, low cost, and so on, handle the connection well between precast component , open up new roads for the future engineering applications, speeding up the
18、pace of the housing industry.Keywords: concrete short columns; test; failure mechanism; seismic performance目 录第一章 绪 论11.1引言11.2预制钢筋混凝土结构研究背景21.3预制钢筋混凝土结构研究的国内外发展和现状31.3.1 国外预制混凝土结构的发展31.3.2 国外预制混凝土结构的研究现状41.3.3 国内预制混凝土结构的发展61.3.4 国内预制混凝土结构的研究现状61.4混凝土短柱特点及研究现状81.4.1 混凝土短柱的特点81.4.2 混凝土短柱的研究现状91.5当前仍存
19、在的问题91.6本文研究主要内容10第二章 钢筋混凝土短柱构件的试验方案设计112.1引言112.2试验目的112.3试件设计与制作122.4 试验加载方案202.4.1试验加载装置202.4.2试验加载制度212.5 试验的量测内容及方法222.5.1量测仪器的选择222.5.2量测方法及应变片测点布置232.5.3量测的主要内容24第三章 试验现象及描述253.1 No.1 试件253.1.1 试验现象253.1.2 开裂形态263.1.3 试件破坏形态273.2 No.2 试件283.2.1 试验现象283.2.2 开裂形态293.2.3 试件破坏形态303.3 No.3 试件313.3
20、.1 试验现象313.3.2 开裂形态333.3.3 试件破坏形态333.4 No.4 试件343.4.1 试验现象343.4.2 开裂形态363.4.3 试件破坏形态36第四章 试验结果及分析384.1 滞回曲线384.2 骨架曲线394.3 试件的延性404.3.1延性的概念及意义404.3.2延性的表达414.4 承载力分析424.5 抗裂能力分析42第五章 结论与展望445.1 主要结论445.2研究展望44参考文献46致谢49攻读硕士学位期间发表的学术论文50湖北工业大学硕士学位论文第一章 绪 论1.1 引言随着国内外建筑行业的不断发展，各种结构形式相继被应用到实际工程中，但由于钢筋
21、混凝土框架体系具有良好的整体性和抗震性，其在我国建筑行业中仍占据着重要地位。预制混凝土结构对比于现浇混凝土结构有施工快捷、环保、成本低、产品质量有保障、生产效率高等优点，修改请加扣而酒物流妖四三个零，并且其有效地减少了湿作业环节、改善了施工现场条件、减轻了环境污染、有利于社会资源可持续发展，近年在建筑行业中普遍受青睐。梁、柱是钢筋混凝土框架结构中重要的受力构件，尤其是柱，不仅结构中的竖向荷载由它承担，而且地震作用和风荷载所引起的剪力以及弯矩也将由其承受，其受力性能的优劣直接影响到结构是否安全。以往历次震害表明：钢筋混凝土框架的震害主要集中在梁、柱以及梁-柱节点区域，且在整个结构体系中，短柱的破
22、坏往往是最先发生，属于破坏最严重的构件之一。如1968年日本的十胜冲地震、1971年美国的圣福尔南多地震以及2008年发生在我国的汶川地震均验证了这一热点1-3。混凝土结构设计规范（GB500102010）4中规定，混凝土框架柱的剪跨比宜大于2，而短柱，通常是指剪跨比小于2.0的柱。由于短柱自身刚度比较大，地震时承受较大的水平地震作用，因此极易发生剪切破坏。剪切破坏是一种典型的脆性破坏形式，其特点是延性和变形性能较差，构件破坏发生前没有明显征兆，且承载力下降速度快，甚至引起建筑物倒塌。但目前工业建筑和高层建筑中受到工艺设计和一些特殊的要求，常容易形成短柱甚至是极短柱。早在1968年Yamada
23、5就提出了短柱的概念，并通过试验研究提出了短柱的计算模型，包括桁架模型、有限元模型等。针对短柱抗震特性的影响因素以及性能改善等方面，许多国家也相继从19世纪70年代开始做了许多试验研究，得到了很多有用的研究成果，并先后提出了一些提高和改善短柱抗震性能的措施和方法6-11。即便如此，通过对近十年地震灾害数据进行分析，研究发现，短柱破坏仍然是造成建筑结构的坍塌、破坏的主要因素之一。因此，针对短柱抗震性能的试验研究具有很重要的意义。总之，从目前已有的统计数据和调查研究来看，短柱自身刚度大、延性差、耗能性能差，极易发生剪切破坏而影响建筑物安全。而且目前对短柱的计算公式并没有一个统一的共识，缺乏合理的模
24、型作为依据，只是靠现有的经验来估算。因此针对短柱的研究还有很多工作要做，比如提出一个公认合理的力学计算模型并由此建立比较准确的计算公式、提出取有效的构造措施来改善短柱性能等。本文主要从构造方面，提出一种预制混凝土短柱，并进行相关试验研究。因此，针对短柱，尤其是预制混凝土短柱的试验及理论研究具有极为重要的意义。1.2 预制钢筋混凝土结构研究背景预制混凝土的定义为：不在最后的施工现行浇筑而是在其他地方进行浇制的混凝土，如图1.1所示。21世纪以来，由于预制混凝土具有低廉的成本，同时拥有优良的性能，所以其成为建筑业的新宠。预制混凝土样式繁多、不同重量的选择性较全，加上其可实现高质量、大规模的工业化生
25、产，使其在路障、储水池、外墙以及装饰领域也得到广泛应用。图1.1 预制混凝土实体图预制混凝土结构之所以能获得如此广泛的应用，主要在于它拥有以下独特的的优点：（1）产品质量好。预制构件的模具制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑、脱模、养护和装修主要是在工厂生产，机械化程度高，生产环节易于控制，构件质量较好。工厂生产的构件在强度、抗裂性能、耐久性能等方面均比现浇构件要好。（2）有利于加快住宅产业化的步伐。预制构件主要在工厂用机械化、修改请加扣而酒物流妖四三个零，自动化的方式生产，把工地上大量重复性的工作转移到工厂中去，与传统的现场浇筑的方式相比生产效率高很多。预制构件在现场进行安装时不需要或只需要非常少的现
26、场作业环节，相比现浇构件大大减少了混凝土的养护时间、施工更加方便、施工速度更快，受天气的影响程度也较小。预制装配技术，可以显著缩短施工工期，提高综合经济效益。（3）施工人员少，更安全。工业化的生产方式，使得所有构件的制作和成型都在工厂内完成，再运输到施工现场进行安装，现场只需要较少的施工人员，借助起重设备等即可完成各构件的安装，同时高空作业量大大减少，不易发生安全事故。（4）施工减少损耗，降低噪音，环保性好。预制构件在工厂生产，其过程中可以有效控制固体废料、废气、废水、粉尘排放和噪音产生，从而减轻了对周围空气、水体和噪声的污染，对周围居民的居住环境影响降到最低。在施工现场只有很少的湿作业工序，
27、因此，对混凝土、木材、钢材的损耗量要少很多，减少了三材的浪费，减少了建筑垃圾生成，保护了环境质量。 （5）有利于社会的可持续发展。成型的模板及生产设备在第一次使用后还可以重复利用，耗材少，节约资源和费用；此外，由于在工厂进行预制构件的生产，所以有适宜的条件采用高强材料和预应力技术，比普通现浇钢筋混凝土节省材料，有利于落实新规范节约钢材的要求，有利于社会的可持续发展。总之，预制混凝土结构在降低资源、能源消耗、降低建设成本、降低环境污染等方面的优点必然会使预制混凝土结构取代部分或大部分现浇混凝土结构，成为建筑行业的中流砥柱，这将会给我国的建筑业发展带来革命性的变革，并将为我国经济和社会的发展翻开崭
28、新的一面。1.3 预制钢筋混凝土结构研究的国内外发展和现状1.3.1 国外预制混凝土结构的发展1875年6月11日，英国人William Henry Lascell 提出了将预制混凝土墙板安装在结构的承重骨架上的建筑方案，并由此获得了英国2151号发明专利，Morris认为这项提议标志了预制混凝土的起源12。1891年，巴黎的Ed.coingnet公司首次在Biarrit的俱乐部建筑中使用预制混凝土梁。第二次世界大战结束之后，急需重新建造在战争中被破坏的大量建筑。鉴于预制混凝土结构施工速度快、建设工期短、产品质量高，并能节约大量劳动力等优点，故预制混凝土结构首先在战争后的西欧发展起来13，大量
29、的预制混凝土结构被应用于6层之下的住宅中，能够比较好地满足不同的立面形式以及结构体型的建筑要求，然后，预制混凝土结构推广到了美国、加拿大、日本等国。20世纪80年代末，在美国加州南部城市的惠蒂尔（Whittier）地震期间，由Rockwin Corporation设计的装配式框架楼宇，修改请加扣而酒物流妖四三个零，承受了大致为按规范计算的地震作用大小的6-10倍，但是没有发生明显的结构破坏，用实践检验出：经过合理设计与施工的装配式混凝土结构是可以在地震区应用的。在1985年左右，新西兰也将预制混凝土框架结构大批应用于建造住宅，新西兰地处地震活跃带，因此针对预制混凝土构件的抗震设计方法、连接方式
30、及构造措施等方面做了比较深入的研究14-15。1991年PCI（Property Casualty Insurers Association of America）年会上，预制混凝土结构的发展被Ben C. Gerwick视作美国甚至是全世界建筑行业发展的新契机16。到20世纪末，预制混凝土结构被广泛地应用在道路桥梁、民用建筑、水工建筑等的结构当中，并且发挥了非常重要的作用。在地震频发的日本，预制混凝土结构也被广泛运用，而且这种结构在发生的几次震级较高的地震中表现出良好的抗震性能。预制混凝土构件经过不断研究与实践，已经越来越工业化、模数化、功能化。在各国的不断探究中，预制混凝土结构体系得到了很
31、好的发展，人们对其抗震性能也逐渐有了认同感。1.3.2 国外预制混凝土结构的研究现状20世纪90年代初，日本和美国共同进行预制混凝土结构的抗震研究项目PRESSS(即Precast Seismic Structural System)17，这个项目主要过程为如下的三个阶段：第一阶段对可用于地震区域的预制砼结构体系进行辨别和评价，建立相应的计算模型，以便使预制砼可以合理地运用于不同的抗震设防区，建立符合规范、设计合理、依据充足的框架结构；第二阶段对节点进行试验并和模型进行对比分析；第三阶段对结构进行抗震试验并分析其性能。该项研究的主要目的是进一步了解预制混凝土结构的特性，并且针对其抗震设计及施工
32、提出建设性的意见。Hidetaka Umehara，James O.Jirsa 等在20世纪90年代中期对10根正方形截面柱和10根矩形截面柱进行了一系列试验研究18，其中正方形截面柱的剪跨比为1.73，纵筋配筋率为2.85%，经计算其体积配箍率为0.72%；矩形截面柱长边剪跨比为1.25，短边剪跨比为2.44，纵筋配筋率为3.28%，经计算其体积配箍率为0.72%。通过对其破坏形态、滞回曲线和骨架曲线进行分析，得到了一些结论：（1）如果将荷载预先施加在与测试水平方向相垂直的水平方向上，短柱的抗剪承载力没有显著地下降；但是如果其产生的位移超短柱在单向反复荷载作用下产生的极限位移时，短柱的抗剪承
33、载力呈现出大幅度下降趋势。（2）受到沿对角线方向施加的荷载时，短柱的抗剪承载力可以借助相关曲线通过对两个主轴方向的承载力进行分析确定。（3）在沿对角线方向施加双向水平荷载时，如果其中一个方向上的位移超过了短柱在单向反复荷载作用下产生的极限位移时，短柱失去承载能力，并且可以根据圆形或椭圆形估算其沿对角线方向上的承载力。1984年，Kyuichi Maruyama 等学者进行了一组试验研究19，试验共有18根方形试件，所有试件的剪跨比均为1.73，纵筋配筋率均为2.85%，体积配箍率均为0.72%，并以加载路径、加载方向、加载历史以及轴力的变化情况为变量因素，研究分析短柱的刚度、滞回曲线、骨架曲线
34、和最终破坏形态，并得到以下结论：（1）如果在柱子的任何一个方向上预先施加水平荷载，不会对另一个方向的抗剪承载力产生显著影响，但如果预先施加的荷载产生的位移超过单方向加载时极限承载力下的位移值。（2）在反复荷载作用下，试件的刚度会比单调加载时略有下降。（3）加载方式对正方形截面柱的抗剪承载力没有明显影响。（4）如果在加载过程中将加载方向不断改变，柱的抗剪承载力不会有较明显的减少，但其承载力会快速下降，且其破坏形态比单调加载时更加明显。（5）如果试验过程中施加有轴向压力，则试件的抗剪承载力将有较明显下降，且其耗能能力会出现一定幅度降低；但如果试验过程中施加的是轴向拉力，则试件的抗剪承载力没有明显降
35、低，且其耗能性能减小速度变得缓慢。（6）如果沿试件的轴向交替施加拉力或压力，试件的抗震性能与其在恒定的轴向压力下相似。 同年，Kyle A.Woodward 等对11根方形短柱施加沿向水平荷载，并研究短柱在横向箍筋间距、纵向钢筋直径以及轴向力等参数变化时其抗震性能的变化情况20，并由此得到如下几个结论：（1）当施加到极限荷载并继续施加反复荷载和增大侧向位移时，试件的滞回曲线开始下降，而荷载的加载路径对试验结果并没有显著影响。（2）同不受轴向压力的试件相比，当轴向压力较小时，试件的初始刚度和最大侧向荷载会有所增加；但当侧向位移超过了最大侧向荷载的位移值后，试件的刚度和侧向荷载会在轴向压力的影响下
36、显著降低。（3）在柱身出现斜裂缝以前，柱的抗剪承载能力主要借助于混凝土自身的粘结能力发挥作用；在柱身出现斜裂缝以后，柱的抗剪能力主要借助于斜裂缝之间的相互咬合发挥作用。（4）1977年发行的ACI规范没有合理考虑柱身混凝土的抗剪作用，因此短柱的抗剪承载力计算也相对来说较保守。 （5）由材料的实际强度计算出的抗弯承载力为短柱达到极限侧向承载力提供了有利条件。(6)试件的边界和加载条件对纵筋的粘结退化情况影响显著。（7）进行低周反复荷载试验时，如果短柱产生了剪切破坏或严重的粘结退化破坏，即使增大短柱的侧向位移也不能使短柱在低周反复荷载下的滞回曲线达到单调加载时的形状。1993年，Cheok做了一组
37、由10个预制构件节点和4个现浇构件节点组成的低周反复荷载试验21，研究表明：预制混凝土节点的位移延性系数比现浇混凝土节点的高一些；一次循环加载后，预制构件节点所消耗的能量大约为现浇构件节点的百分之三十至百分之六十，达到破坏时，其累积消耗的地震能量不低于现浇混凝土节点的80%-100%，而钢筋与混凝土之间有粘结的节点消耗地震能量的能力比无粘结的节点好一些。1996年，John Stanton和William CStone对预制混合配筋混凝土框架的抗震性能进行了研究，从刚度和强度退化、耗能能力、滑移控制以及时程分析等的方面进行了分析22，并得到如下结论：（1）对抗震性能来说，预制混凝土结构比现浇混
38、凝土结构具有更大的优势；（2）在相同条件下，预制配筋框架与普通现浇钢筋混凝土框架具有相同的抗弯强度；（3）预制配筋框架比普通现浇钢筋混凝土框架的抗剪承载力更强，在试验中没有发现其抗剪强度有所降低。到21世纪，Say-Gunn Low和Maher KTadros等针对现如今在美国经常被用到的多层预制混凝土框架结构进行了动力时程分析，并且进行了相应的试验，研究表明：当遭受到地震作用时，预制混凝土框架结构的抗震性能很好，可以认为其具有与现浇混凝土框架结构相当的抗震性能23。1.3.3 国内预制混凝土结构的发展我国的预制混凝土源自于二十世纪五十年代，受前苏联预制混凝土建筑模式的影响，早期的预制混凝土主
39、要集中应用在住宅、办公楼和单层工业厂房等领域。在此后的三十年内，预制混凝土结构像飓风一样席卷了中国的建筑领域，近乎所有的单层工业厂房都采用预制混凝土结构，住宅与办公楼等建筑中大部分均应用了预制混凝土技术，应用较多的结构形式主要有：框架轻板结构、装配式大板结构和叠合式框架结构。尤其是到了七十年代后期，我国政府提出了要在建筑行业实现工厂化、装配化和标准化的目标。在此后一段时间内，预制混凝土建筑在我国迅速发展，被普遍应用在很多建筑领域，为我国建造了数十亿平方米的工业与民用建筑。八十年代中期以后，预制混凝土建筑在我国逐渐步入衰退，从1983年至1991年我国装配式大板建筑物的建成面积越来越少，同时很多
40、装配式大板工厂也相继倒闭24。进入二十一世纪后，修改请加扣而酒物流妖四三个零，随着建筑行业迅速的发展，预制混凝土结构在我国重新受到重视。预制混凝土结构整体质量好，生产效率较高，尤其是其现场湿作业少、劳动强度较小、对周围环境影响较小，有利于实现社会资源可持续发展等优点，使预制混凝土结构是未来建筑领域的主流发展方向。1.3.4 国内预制混凝土结构的研究现状19世纪80年代90年代，刘大海、杨翠如、钟锡根25-30等对排架结构的预制工业单层厂房抗震性能进行了一系列理论与实验研究，发表了一系列的研究成果，为设计以及修订规范提供了理论和实验依据。朱伯龙，陆伟民等，在考虑扭转的弹塑性地震反应下，对单层工业
41、厂房进行了研究，通过编辑电算程序研究在双向或单向地震作用下等高和不等高单层工业厂房的非弹性地震反应31。徐建对标准中所规定的单层工业厂房中的节点抗震设计方法进行了阐述32。20世纪初期，周甫方、刘纪陆提出通过分段插值多项式逼近任意动力载荷，并以此来计算单层厂房排架结构的地震反应33。赵斌、吕西林、刘海峰、刘丽珍等在2003年-2004年期间进行了预制装配式梁、柱节点的实验研究，通过预制结构全装配式节点、钢纤维混凝土节点、现浇整体式混凝土节点、预制结构装配整体式普通混凝土节点在低周反复水平载荷作用下的实验研究，根据节点的水平载荷位移滞回曲线，应力分布，裂缝分布，研究分析了节点的破坏机理34-35
42、。对比分析，从各节点的强度、刚度、延性及耗能能力等方面评定了节点的抗震性能。我国在 20 世纪八十年代以来逐渐开始了对钢筋混凝土柱的抗震性能研究。1989年，我国抗剪强度专题研究组共制作了86根方形和举行截面的框架柱，研究其在低周反复水平荷载下的抗剪性能36。试件的箍筋配箍率为0-1.47%，纵筋配筋率为0.61-2.50，轴压比为0-0.62、剪跨比为1-3。对试验结果研究分析表明：在低周反复水平荷载作用下，钢筋混凝土框架柱抗剪强度下降的主要原因是柱产生了低周疲劳现象；且抗剪强度下降的速度在柱发生斜拉破坏和剪切破坏时最快，发生粘结破坏时较前两种情况慢些。试件抗剪性能下降主要是因为柱身产生剪切
43、型斜裂缝，破坏了柱截面的整体抗剪性能，而因此改变了柱的抗剪机理。可以通过合理配置柱的配箍率和配箍形式来使柱在大变形条件下仍具有一定抗剪强度，且使其抗剪强度下降速度变慢。刘伯权37等通过低周疲劳实验对8根截面尺寸、材料强度、配筋率相同的混凝土柱进行不同轴压比等幅对称位移循环加载，研究了混凝土柱累积损伤的发展规律(其中一部分试验轴压比取0.20，另一个取0.353)。研究结果表明，结构控制部位的破坏是由于地震作用下结构累积损伤的结果，当累积损伤达到某一限值后，结构控制部位将会严重破坏。王辉家38 对10根尺寸为140mm140mm、纵筋配筋率为1.6%，配箍率介于0.34%-0.81%之间，fcu
44、介于10.2Mpa-29.5Mpa之间的钢筋砼短柱进行模型试验，研究结果表明：（1）小剪跨比构件在不同轴压比下的破坏形态表现为：大轴压比对于剪切破坏，小轴压比对应斜拉破坏。（2）构件的抗剪强度随着轴压比的增大呈先增加后减小的趋势。（3）纵向钢筋能提高小剪跨比的构件的抗剪强度。（4）对于小剪跨比构件应从多从构造方面考虑，使其满足抗震对其延性的要求。为了研究在循环荷载作用下，钢筋混凝土柱的工作性能，徐贱云39等对方截面为方形和圆形的钢筋混凝土柱进行了多次循环荷载试验。在试验中考虑了几个对柱体破坏特性有影响的因素，分别为剪跨比，截面形式和配箍率。为了方便分析，试验中剪跨比取值范围在2.2-5.7，轴
45、压比取值0.3，配箍率取值范围0.4%-1.6%。对于有初始弯矩的钢筋混凝土柱的最终破坏类型的区分，可以根据试件塑性铰区的变形的变化规律，纵筋与混凝土的粘结状况结合加载全过程进行全面分析，综合考虑分为最终弯曲破坏，最终剪切破坏和最终粘结破坏。同时通过试验发现有较好抗震性能的柱子配箍率相对较高，也有较大的剪跨比。同等截面积情况下，方形截面柱的极限变形能力不如圆形截面柱，但是相应的极限强度要略高于圆形截面柱。对构件的塑性铰区进行量测后发现，塑性铰区域集中了构件绝大部分的变形，并且弯曲变形成分与剪切变形成分的比值随剪跨比增加而增加。如今的预制混凝土与之前对比，主要特征如下：（1）如今其大多数被用在结
46、构的受力构件。之前对预制混凝土的研究不多，所以一般都将其用在非承重的一些譬如墙构件、板构件、建筑装饰等非结构承重构件之上；而如今的预制混凝土也还是被用在非常多的非承重的构件当中，但是其被用在建筑物的各类承重结构构件当中的情况大为常见，而且预制构件相比现浇混凝土构件更易于保养和维护。（2）用高强材料来进行制作的现象日益增多。随着如今的规范中对高强高性能混凝土的推广，以及为了节省不必要的钢筋损失等对高强钢筋的大力支持，在预制混凝土中，也大量地开始加入高强度材料元素。（3）随着人们对预应力技术的深入学习和研究，发现如果将预制混凝土结构或者构件与这种技术共同使用有其更独特的优点。所以在一些大跨度梁、节点或者T形板等构件中均可以发现预应力预制结构的存在。（4）模块化和正规化生产。预制混凝土结构或者构件大多在工厂中进行制作，随着研究的深入，制订出很多细致的规范和设计手册使其进行更加地模块化和正规化。1.4