鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土軸壓短柱力學(xué)性能試驗(yàn)研究與分析.pdf

1、鋼管約束型鋼混凝土是將薄壁鋼管外包于型鋼混凝土柱，用鋼管替代箍筋，鋼管不直接承擔(dān)縱向荷載，只對(duì)核心混凝土起約束作用。 本文分別對(duì)圓鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土及方鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土軸壓短柱構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，具體工作如下： (1)以鋼管的徑厚比和鋼管屈服強(qiáng)度為主要參數(shù)進(jìn)行了11個(gè)圓鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果得出型鋼在本文研究的范圍內(nèi)不能改變構(gòu)件的破壞模式。同時(shí)本文分析了鋼管徑厚比和鋼管屈服

2、強(qiáng)度2種參數(shù)對(duì)圓鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的承載力、延性、加載過(guò)程中的鋼管應(yīng)力變化、峰值荷載點(diǎn)處鋼管應(yīng)力狀態(tài)的影響。通過(guò)試驗(yàn)，獲得了各試件的軸向壓力(kN)與試件縱向應(yīng)變(ε)的關(guān)系曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明：各組試件峰值均在外包鋼管屈服點(diǎn)處；鋼管的高徑比對(duì)試件的承載力無(wú)明顯影響；相同構(gòu)件模式條件下，鋼管屈服強(qiáng)度高的試件軸壓承載力較高，但鋼管屈服強(qiáng)度對(duì)構(gòu)件彈性剛度及延性無(wú)明顯影響；隨徑厚比的提高，構(gòu)件的延性均降低。 (2)以鋼管的寬

3、厚比、鋼管高寬比為主要參數(shù)進(jìn)行了12個(gè)方鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土強(qiáng)度較高和鋼管寬厚比較大的情況下，單純改變構(gòu)件的鋼管高寬比不能改變構(gòu)件的破壞模式。型鋼的存在在本文所研究的范圍內(nèi)不能改變構(gòu)件的破壞模式。通過(guò)試驗(yàn)，獲得了各試件的軸向壓力(kN)與試件縱向應(yīng)變(ε)的關(guān)系曲線，分析各組試件中鋼管的高寬比對(duì)試件的承載力的影響及相同構(gòu)件模式條件下，鋼管寬厚比的提高對(duì)構(gòu)件的延性的影響。 (3)根據(jù)試驗(yàn)

4、中測(cè)定的逐級(jí)荷載下鋼管外表面的縱向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變，通過(guò)應(yīng)力分析，得到了鋼管在試件達(dá)到峰值荷載點(diǎn)時(shí)鋼管中的縱向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力與鋼管對(duì)核心混凝土的緊箍力，將處于復(fù)雜受力狀態(tài)的鋼管和混凝土綜合工作性能分解開來(lái)，對(duì)鋼管和核心混凝土的相互作用關(guān)系得到了更明確和深刻的認(rèn)識(shí)。 (4)采用了莫爾-庫(kù)侖理論求得了構(gòu)件的剪切承載力公式，并采用了混凝土壓潰理論求得了構(gòu)件的壓潰承載力公式，兩種公式的結(jié)果均與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，為鋼管約束型鋼高強(qiáng)混凝土的工