不等肢混凝土异形柱轴压不等肢混凝土异形柱轴压比与配箍特征值关系研究比与配箍特征值关系研究李永华，桂国庆，梁安宁，李思明，工程力学，2008，25（7）彭全敏2009.1.5简介简介混凝土异形柱结构技术规程(JGJ149-2006) 采用了对异形柱在不同抗震等级下取不同的曲率延性比的方法确定了轴压比与配箍特征值的关系，编制依据来源于对等肢柱和部分不等肢L形柱延性的分析1。本文基于相同的本构模型及极限曲率判别标准，对不等肢T形柱、十形柱截面延性进行了非线性数值分析，从中得出它们在不同延性比下的轴压比与配箍特征值的关系曲线，并与等肢异形柱在相同的延性比下进行比较，得出了一些结论。步骤步骤l找出各个模型的最不利荷载角区域；l计算在该荷载角区域采取不同的配箍特征值和轴压力作用下的截面曲率延性；l拟合出不等肢T形柱、十形柱在不同的延性要求下轴压比-配箍特征值(n-v)关系曲线；l与文献1中相应的等肢柱进行对比。l最不利荷载角（方向）：截面延性平均值（单调荷载作用下截面在正反两个荷载角方向的曲率延性比的平均）最差的荷载方向。计算方法计算方法l截面曲率延性：采用非线性数值积分方法4，通过编程逐级加曲率求得异形柱截面在给定轴压力N和荷载角下的 M-曲线，进而求得截面曲率延性比=u/y 。l屈服曲率y：受拉钢筋s=fy，或受压区混凝土的max=0.0033时的曲率。l极限曲率u ：M=0.85Mmax或纵向受压钢筋开始失稳时的曲率。基本假定基本假定1.平截面假定2.拉区混凝土强度不计，压区混凝土的本构采用改进的Kent-Park模型，并考虑箍筋约束对混凝土下降段的影响。基本假定基本假定3.纵向钢筋的本构考虑强化，取三折线模型。4.假定弯矩M下降到0.85Mmax或纵向钢筋失稳时的截面曲率作为极限曲率。受压纵向钢筋达到失稳时的压应变值5.将混凝土截面划分为若干个小矩形单元，并近似认为单元上应力均匀分布，其合力位于单元形心。计算原理计算原理中和轴位置任一单元至中和轴距离r（i）选定0求i点应变混凝土、钢筋应力截面内力N和Mx、My计算原理计算原理内力N 外荷载N，Mx/My tan重复上一轮计算找出屈服曲率、极限曲率计算曲率延性比改变中和轴参数R、重新计算输出不满足满足计算模型计算模型纵筋：d=20mm的级钢筋箍筋：10150混凝土：C40，c=30mm。截面：肢厚=200mm，肢高=500mm800mm。计算模型计算模型1)轴压比的取值（7种）设计轴压比n=0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.85。2)配箍特征值3)曲率延性比=5、6、7、8、9、10设计轴压比n标准轴压比nk轴压力Nk计算结果计算结果v不同则混凝土受压-曲线不同，各截面模型柱n-曲线在延性为510时的变化规律基本相似。计算结果计算结果T形柱形柱=6、8的情况下，T1、T4柱的n-v曲线高于T3、T6，即随着不等肢系数(长肢肢高/短肢肢高) ，轴压比 。但与文献1中的等肢柱对比，曲线上下只有微小波动，轴压比在负方向差值最大不超过0.05。计算结果计算结果T形柱形柱延性最差的不等肢T3、T6 在=6 时的n-v曲线不低于等肢T形柱在延性为7时的n-v曲线，也就是说在相同的配箍特征值和轴压比的情况下截面曲率延性负差值最大不超过1。计算结果计算结果十形柱十形柱不等肢系数 ，在相同和v下，轴压比 。十3柱波动幅度较大，轴压比在负方向差值最大接近0.070.08。从延性角度分析，即在相同的v和n下，十3柱截面曲率延性负方向差值超过1。结论结论(1)不等肢T形柱在相同延性要求下的n-v曲线与等肢柱基本一致，异形柱规程中等肢T形柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值与轴压比的关系可以完全适用于不等肢T形柱。(2)不等肢十形柱当不等肢系数较小时，在相同延性要求下的n-v曲线与等肢柱基本一致，但当不等肢系数较大时(如十3柱)，建议在肢端增设暗柱3,7或在相同配箍率的情况下优先选用小直径箍筋，从而减小箍筋间距的方法来提高截面延性1。