变轴力下钢筋混凝土柱的抗震性能分析(3)

变轴力下钢筋混凝土柱的抗震性能分析

常见范围。考虑到高层框架结构在地震作用下变轴力影响较大，本文对YW0柱进行不同轴力形式下的滞回性能模拟，其受力方式及横向加载位移同文献[10]试验的加载条件。

3.1 轴力变化形式

考虑到已有研究主要集中于耦合型变轴力的现状，本文着重对非耦合型变轴力RC压弯柱的滞回性能进行研究，并侧重于轴力变化频率大于水平荷载或位移变化频率的情形，以反映竖向地震频率一般高于水平地震的客观实际[5]。基于以上考虑，所考察的轴力变化形式见表1，表中以相对轴力N/N0来表示轴力的变化，N为柱顶轴力，N0为设计轴压力（760kN，即文献[10]试验轴力）。

表1 轴力变化形式列表

Table 1 List of development styles of axial loads

Case 轴力变化形式（以压为正） 说明

恒轴力，即整个加载过程轴力保持不变（同文献[10]的试验加载

Case 1

条件）

耦合型变轴力，轴力与横向位移成正比，其中，平衡点相对轴

Case 2

力N/N0为0.7，轴力最大相对幅值为1、最小相对幅值为0.5。

耦合型变轴力，轴力与横向位移成正比，其中，平衡点相对轴

Case 3

力N/N0为0.35，轴力最大相对幅值为1、最小相对幅值为-0.1。

非耦合型变轴力，相应于某RC框架在天津波（南北波加相应的

Case 4

竖向地震波）下的动力模拟中某底层边柱柱顶轴力随时间的变化模式

非耦合型变轴力，相应于某RC框架在Taft波（北偏东21°波

加相应的竖向地震波）下的动力模拟中某底层边柱柱顶轴力随

Case 5

时间的变化模式 非耦合型变轴力，相应于某RC框架在EL Centro波（南北波加

Case 6

相应的竖向地震波）下的动力模拟中某底层边柱柱顶轴力随时间的变化模式

表1中，Case1为恒轴力基准试件；Case2和Case3为耦合型变轴力试件，分析轴力变化幅度对RC柱滞回性能的影响，其中Case3柱子有受拉，以模拟大震柱子可能出现的受拉情形；Case 4～Case 7的轴力变化是遵循某RC框架在不同地震波下的动力模拟中底层边柱柱顶轴力随时间的变化模式。

3.2 计算结果及分析

图3为不同变轴力形式下试件YW0的水平力-位移曲线分析结果。由图可见，轴力的变化对RC柱的承载力、刚度、耗能及变形性能均有很大影响。考察图3可得以下几点结论：

（1）与定轴力Case1相比，耦合型变轴力下Case2和Case3（图3a和图3b）的刚度和