长期轴压荷载下型钢混凝土柱的试验研究

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型钢混凝土柱是由混凝土、型钢和钢筋组合而成的结构构件,具有良好的承载性能。型钢混凝土柱结合了钢筋混凝凝土的刚度和型钢的强度,是一种非常经济适用的结构形式。作为混凝土包钢结构不仅增加了自身刚度,同时能够保护型钢免于遭受火灾和局部屈曲破坏。型钢混凝土结构具有抗震性能好、承载力高、耐火性和耐久性好等诸多优点,现广泛用于高层、超高层、大跨度结构等重要建筑中。随着型钢混凝土柱的广泛应用,国内外开展了大量的理论和试验研究。目前,国内外对于型钢混凝土柱的研究主要集中在极限承载能力、型钢与混凝土的共同工作性能、抗震性能等方面,而对其由混凝土收缩徐变引起的时变变形的研究十分有限。  收缩徐变效应是混凝土的固有特性,并伴随着混凝土建筑结构及其构件自施工开始,在其长期的使用期限内仍不断发展变化,对结构及构件的长期工作性能有着重要影响。因此,开展混凝土收缩徐变对型钢混凝土结构力学性能影响的相关研究,有重要工程意义。  本文开展了型钢混凝土短柱的长期轴向荷载试验研究,还进行了这些短柱的极限承载力破坏试验。试验前后分两批次共浇注了十二根H型钢混凝土柱和钢管核心混凝土柱,其中六根施加长期恒定轴向荷载,另外六根作为对比试件,未施加长期荷载。试验监测了长期荷载下由混凝土徐变和收缩引起的柱子的轴向长期变形。基于该实测曲线的分析表明,采用ACI209R-92的收缩模型和CEB-FIP90的徐变模型,利用龄期调整有效模量法可以较好地模拟型钢混凝土柱在长期轴向荷载作用下的变形发展。此外,对经历了长期荷载的加荷试件以及未经历长期荷载的对比试件的极限承载力破坏试验还表明,长期轴向荷载对柱子的轴压承载力没有显著影响。
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