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岩土研究院

压弯构件试验结果及分析

296 2021-07-08 15:05:08

试验现象及破坏形态

根据我国《建筑抗震试验方法规程》JGJ 101—96的规定,在最大荷载出现以后,当加载到某一级时最大位移对应的承载力下降至峰值荷载的 85% 时,可认为试件已破坏。

(1)工字形截面试件

试件HH-1 的滞回曲线和破坏形态如图6-30 所示。当作动器加载至2.06,时,构件截面边缘纤维应变开始超过屈服应变,进入屈服状态。作动器加载至 4.08,位移级第 3 圈,翼缘开始出现可见的屈曲变形,屈曲呈半波形,位移回到零位时屈曲变形不消失,即有一定的塑性积累。在加载至5.06.位移级第1圈时,翼缘屈曲更加严重,能明显观察到腹板一侧翼缘呈半波形向内凹,另一侧翼缘呈半波形向外扩,内凹翼缘最大变形处距离加劲板上表面约 176mm,外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面约 92mm,与此同时也能观察到腹板屈曲变形,变形呈一个整波,波峰位置对应于外扩翼缘最大变形位置,波谷位置对应于内凹翼缘最大变形位置,此时水平荷载达到最大值;第2 圈时翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变,变形更加明显。在加载至6.08.位移级第1圈时,水平荷载开始下降,屈曲变形非常明显;第 3 圈时,水平荷载下降至最大荷载的72%,试件破坏,加载停止。内凹侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面约300mm 范围内,外扩侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面 260mm 范围内,腹板屈曲变形集中在距加劲板上表面 280mm 范围内。

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试件 HH-2 的滞回曲线和破坏形态如图6-31所示。当作动器加载至2.08,时,构件截面边缘纤维应变开始超过屈服应变,进入屈服状态。当加载至 5.06,位移级第1 圈时,翼缘开始出现局部屈曲变形,—侧翼缘呈一个半波形内凹,另一侧翼缘呈一个半波形外扩,内凹翼缘最大变形处距离加劲板上表面约 174mm,外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面约 127mm,此时水平荷载达到最大值;第2 圈时,腹板开始出现局部屈曲,屈曲波形呈一个半波形鼓曲,最大鼓曲部位距离加劲板上表面约143mm; 第 3 圈时翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变,翼缘和腹板的屈曲更加严重。当加载至6.08, 位移级第1 圈时,水平荷载开始下降;第2圈时,水平荷载下降至最大荷载的 72%,试件破坏,加载停止。内凹侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面约340mm 范围内,外扩侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面 340mm 范围内,腹板屈曲变形集中在距加劲板上表面 330mm 范围内。

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当加载至 2.08.水平位移时,构件进入屈服状态。当加载至 4.0δ,位移级第1 圈时,翼缘和腹板开始出现屈曲变形,翼缘一侧内凹,另一侧外扩,腹板呈半波形鼓曲;第 2 圈时水平荷载达到最大值,屈曲变形更加明显,内凹翼缘和外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面均约 160mm,腹板屈曲变形最大位置距上表面也是 160mm,此时水平荷载达到最大值。当加载至 5.08、位移级第1圈时,翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变,翼缘和腹板的屈曲更加严重,荷载开始下降;第 2 圈时荷载下降至最大荷载的 75%,试件达到破坏,加载停止。内凹侧翼缘和外打侧翼缘发生屈曲变形的部位都集中在距加劲板上表面240mm的范围内,腹板屈曲变形集中在距加劲板上表面 280mm 的范围内。

试件 HH-6 的滞回曲线和破坏形态如图 6-35 所示。当加载至 2.08水平位移时,构件进入屈服状态。当加载至 4.08,位移级第1圈时,翼缘开始出现局部屈曲变形,一侧翼缘呈个半波形内凹,另—侧翼缘呈—个半波形外扩,内凹翼缘最大变形处距离加劲板上表面约 190mm,外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面约140mm,与此同时,腹板也开始出现局部屈曲,屈曲波形呈一个半波形鼓曲,最大鼓曲部位距离加劲板上表面约 160mm;第 2 圈时翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变,翼缘的屈曲变形更加明显,此时水平荷载达到最大值。当加载至 5.08. 位移级第 2 圈时,荷载下降至最大荷载的 77%,试件破坏,加载停止。内凹侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面约 360mm 的范围内,外扩侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面 315mm 范围内,腹板屈曲变形集中在距加劲板上表面 350mm 的范围内。

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总结所有工字形截面试件的破坏过程,如表6-22 所示(表中括号中数字为某一位移级的圈数)。除试件 HH-1 外,所有试件截面的破坏形态一致,腹板一侧的翼缘向内凹,另一侧翼缘向外扩,腹板则向外扩翼缘一侧半波形鼓曲,如图6-36 所示。由于试件 HH-1的板件宽厚比较小,塑性变形发展较为充分,腹板屈曲变形为一个整波。各试件所不同的是翼缘和腹板屈曲变形最大点与加劲板上表面的距离以及屈曲变形范围,这主要是由于翼缘宽厚比不同所导致的。

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(2)箱形截面试件

试件 HB-1 的滞回曲线和破坏形态如图 6-37 所示。当水平加载位移为 26mm 时,试件开始屈服。当加载至 2.28.位移级第3 圈时,随着位移的增大,翼缘开始出现局部屈曲,屈曲呈半波形微微下凹,最大屈曲部位距离加劲板上表面约 120mm,此时水平荷载达到最大值,位移回到零位时屈曲变形仍存在,即有一定的塑性积累。当加载至 2.5δ、位移级第 1圈时,翼缘屈曲更加严重,能观察到明显的下凹,此时荷载开始下降;第 3 圈时,腹板开始出现局部屈曲,呈半波形向外鼓曲,最大鼓曲部位距离加劲板上表面约 120mm。当加载至2.88.位移级第 1 圈时,翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变,变形更加明显;第 2 圈时,荷载开始下降至最大荷载的 80%,试件达到破坏。当加载至 3.1δ.位移级第1 圈时,荷载下降至最大荷载的57%,加载停止。翼缘和腹板发生屈曲的部位集中在距加劲板上表面 254mm 的范围内。

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