螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能试验研究

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随着我国经济、人口等的快速增长,高层与超高层建筑结构的普及,对构件的各项性能的要求愈发严苛。核心钢管混凝土组合柱构件,不仅继承了普通钢管混凝土的特点,其外包混凝土能对钢管起到保护作用,增强其抗火性能。为了进一步提升组合柱构件的性能,将螺旋箍筋应用于钢管混凝土组合柱中,螺旋箍筋的存在不仅能进一步约束核心混凝土,还能增强其抗压承载力。目前对于该类组合柱的研究极少,为此对螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱抗剪承载力进行研究,本文共设计了 16根组合柱试件进行低剪跨比试验,研究了混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等参数对组合柱在受剪作用下的构件开裂模式、初始刚度、屈服强度、峰值强度、以及延性和破坏模式的影响。得出了以下主要结论:(1)螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱较普通钢筋混凝土柱的抗剪性能明显提升,其在低剪跨比(剪跨比为0.88)的情况下,构件将在底部优先开裂,并会在支座处产生沿试验底部向加载端延伸的斜裂缝,最终斜裂缝之间的混凝土形成短柱被压溃导致构件破坏。(2)混凝土强度等级的提升能明显提高构件的初始刚度、屈服荷载和峰值荷载,但构件延性有所下降。螺旋箍筋强度的提升、间距的减小均能显著提高构件的承载力,但螺旋箍筋间距的改变对初始刚度和屈服强度影响很小。钢管的直径对构件承载力的影响微小,但提高含钢率同样能提升构件的承载力。(3)基于试验结果,提出了螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪作用下的承载力计算方法,其预测结果与试验结果吻合良好。
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