【摘 要】
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自Considere首次指出螺旋箍筋可以提高约束混凝土抗压强度以来,对约束混凝土的研究已经持续了一百多年,国内外学者针对约束混凝土提出了许多不同适用范围的受压应力-应变关系模型,但这些模型具有较大差异,且存在考虑的影响因素不全面、模型曲线不平滑等问题。此外网格箍筋已经成为工程中主要应用的箍筋形式,而国家现行规范中仅考虑了配置螺旋式或焊接环式间接钢筋的钢筋混凝土受压构件中箍筋约束对正截面受压承载力的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“约束混凝土柱高强箍筋和局压区高强间接钢筋合理配置研究”（51678190）；
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自Considere首次指出螺旋箍筋可以提高约束混凝土抗压强度以来,对约束混凝土的研究已经持续了一百多年,国内外学者针对约束混凝土提出了许多不同适用范围的受压应力-应变关系模型,但这些模型具有较大差异,且存在考虑的影响因素不全面、模型曲线不平滑等问题。此外网格箍筋已经成为工程中主要应用的箍筋形式,而国家现行规范中仅考虑了配置螺旋式或焊接环式间接钢筋的钢筋混凝土受压构件中箍筋约束对正截面受压承载力的提高,没有考虑网格箍筋的约束作用。因此,对不同强度网格箍筋、不同强度等级混凝土的网格箍筋约束混凝土柱进行轴压受力性能试验研究具有重要意义。为此,本文完成了以下研究:（1）完成了39个网格箍筋约束混凝土方柱的轴心受压试验,非约束混凝土轴心抗压强度为18.0MPa～47.4MPa,箍筋屈服强度为370MPa～661MPa,体积配箍率为1.0%～2.2%,箍筋间距为40mm～80mm。试验结果表明:在约束混凝土压应力达到峰值时箍筋能够屈服的条件下,网格箍筋约束混凝土峰值压应力提高程度和峰值压应变提高程度均随着非约束混凝土轴心抗压强度减小、体积配箍率增大、箍筋屈服强度增大而有所提高,同时约束混凝土受压应力-应变曲线下降段变缓。（2）根据本文的39组试验数据,引入Mander等提出的有效约束系数计算综合考虑受各约束参数影响的箍筋提供的有效约束应力,通过回归分析得到了适用于非约束混凝土轴心抗压强度为18.0MPa～47.4MPa,箍筋屈服强度为370MPa～661MPa,体积配箍率为1.0%～2.2%,配箍特征值为0.11～0.45的网格箍筋约束混凝土的峰值压应力、峰值压应变计算公式;提出了相应的综合考虑非约束混凝土轴心抗压强度、箍筋配置、纵筋布置等重要影响因素轴心受压应力-应变模型,该模型与Mander模型、Saatcioglu模型、钱稼茹模型等三种具有代表性的箍筋约束普通强度混凝土应力-应变关系模型的对比表明:本文模型与试验结果吻合程度明显高于其它模型,能够较好地反映网格箍筋约束混凝土的轴压受力性能;提出了综合考虑纵筋屈曲和约束混凝土压应力退化的约束混凝土极限压应变计算方法;给出了网格箍筋约束混凝土柱的轴压承载力计算方法。（3）使用Abaqus软件对完成的混凝土设计强度等级为C50的9个网格箍筋约束混凝土方柱的轴心受压试验进行数值模拟,对混凝土塑性损伤模型参数取值对模拟结果的影响进行了考察,并由模拟结果得出结论:数值模拟能够较好地反映箍筋约束作用的机理;在选取的塑性损伤模型参数合理时,将混凝土单轴受压应力-应变关系用于混凝土塑性损伤模型进行网格箍筋约束混凝土方柱的轴心受压模拟试验,在一定程度上能够反映网格箍筋约束混凝土的轴心受压性能,但在箍筋屈服强度和体积配箍率较高时,仍低估了箍筋约束作用对混凝土抗压强度的提高和变形能力的改善。
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