带钢筋式弱连接起波钢筋的拉伸力学特性研究

起波钢筋是实现"强柱弱梁"抗震设计原则的一种人为设置梁端塑性铰的有效新方法,但由于其初始弹性段较短,导致起波钢筋梁在较小的弯矩作用下就可能进入非弹性工作阶段,无法满足正常使用极限状态和小震不坏的设防要求,故设计了一种带弱连接的新型起波钢筋,通过一系列单轴拉伸试验,研究了弱连接焊接长度、强度和焊接位置对新型起波钢筋力学性能的影响。研究结果表明:满足基本焊接长度情况下,焊接长度越长则对钢筋的累积损伤越大,同时焊缝在标段范围内强化作用也越大,导致起波钢筋的极限等效拉应变减小;选用直径小而强度较高的弱连接相对更能发挥起波钢筋的大变形能力;对于低强度等级钢筋,由于偏心的影响使得侧面焊接弱连接强化段变短,相应的极限强度和极限应变也相应减小。带弱连接起波钢筋能够有效提高原始起波钢筋的初始弹性段,同时弱连接均先于起波钢筋拉断而不影响起波钢筋的大变形拉直过程。

带弱连接起波钢筋拉伸力学特性有限元分析

起波钢筋梁的正常工作阶段仅能处于较短的弹性段,限制了使用范围。文章设计了一种带钢筋式弱连接的起波钢筋,通过有限元分别研究了弱连接强度、焊接长度和焊接位置对拉伸力学性能的影响。结果表明:弱连接初始强度越低,延性越好,但会导致起波钢筋的平直段有所变短;焊接长度越长则模型整体刚度越大,极限等效拉应变减小;低强度等级的弱连接钢筋由于偏心的影响使得侧面焊接的方式不能充分发挥起波钢筋拉直后的强度,其极限应变也相应减小,但随着焊接长度的增加偏心效应有所减小。弱连接均先于起波钢筋拉断而不影响起波钢筋的大变形拉直过程。