圆钢管约束高强混凝土轴压性能的试验研究

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约束混凝土柱具有优越的性能,得到了大量的研究.横向约束力能抵抗核心混凝土的横向膨胀变形,因此提高混凝土的强度和延性.与普通强度混凝土相比,高强混凝土具有诸多结构和经济方面的优势,但是随着强度的提高,其延性表现出不足.密排箍筋是最早提出的一种方法用来解决高强混凝土延性差的问题.但这种方法也导致了一系列结构难题和劣势.用钢管约束高强混凝土可以改善混凝土的延性,在结构上也是可行的.本文的工作是对钢管约束高强混凝土延性和强度的研究.对12根圆钢管约束高强混凝土轴压短柱进行了试验研究,其中荷载由核心混凝土直接承担.这种加荷方式的实现是在钢管混凝土柱的上下端板30mm处分别切除10mm宽的钢管环带.对试件的力学性能和破坏模式进行了细致观测.结构显示,试件的破坏为延性破坏.试件破坏后,剖开钢管,发现核心混凝土部分出现剪切裂缝.基于试验结果,结合试验参数的影响,对这种约束混凝土柱的N-△关系曲线的弹性段、弹塑性段、峰值点以及后期阶段分别进行了分析讨论.结果证明,这种形式的约束可以提高混凝土的强度并改善其延性.推导得到了曲线上特征点的简化计算公式.将获得的结果与其他相近的文献进行了比较,包括设计规程、前人关于钢管混凝土的研究结果和荷载由核心混凝土单独承担以及组合截面共同承担的各种约束混凝土的研究结果.得到的简化计算公式的结果与试验结果吻合的很好.对试验参数进行了讨论,包括轴压荷载N,含钢率α,套箍指标ξ,钢材屈服强度f<,y>和混凝土抗压强度f<,cp>,并建议在分析中应考虑参数约束应力指标f<,y>等.
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