纤维混凝土受压本构试验及其抗震应用

胡张齐，邬雨生，贺 冉，李井超，张 淼

(湖南城市学院 土木工程学院，湖南 益阳 413000)

混凝土结构应遵循“强剪弱弯”的设计原则，以实现延性破坏机制，充分耗散地震能量.然而，已有的震害经验表明，这一目标较难实现，在高层剪力墙及核心筒结构中，通常表现为连梁等关键受力部位脆性破坏[1-2]，见图1.采用增设斜向钢筋(或钢筋暗支撑)、菱形配筋、型钢等构造方式[3-6]可改善连梁的抗剪能力及变形性能，但存在施工复杂、型钢与混凝土间粘结差等问题.为克服上述困难，Subedi等[7]提出了钢板-混凝土组合梁，该构造方式相对于型钢混凝土组合连梁，其抗弯能力较弱，但能提供足够的抗剪能力，符合“强剪弱弯”的设计理念.在钢板上焊接抗剪钉(PRC连梁[8])则可增强混凝土与钢板的协同工作性，连梁的变形及耗能效果更佳，施工方便.但因混凝土自身变形性能较差，当跨高比较小时，PRC连梁仍会在较大概率上发生脆性破坏[9].同理，跨高比较小的对角斜筋连梁也会因剪切破坏而影响耗能，见图2[4,6].因此，仅依靠配筋(配钢)构造措施，难以使小跨高比连梁等受力敏感部位形成理想的耗能机制.

图1 震中连梁剪切破坏

图2 试验连梁剪切破坏

混凝土的工作性能极大地影响结构的抗震性能，而在混凝土中掺入纤维和聚合物材料等是改善其工作性能的有效途径.学者们已对纤维混凝土进行了一系列研究，汪梦甫等[10]提出的高阻尼混凝土属于其中的一种类型，它具有阻尼高、变形性能好的优点，且强度有保证.图3为纤维混凝土立方体试块与普通混凝土试块受压破坏模式对比.由图3可知，普通混凝土立方体破坏前无明显征兆；……