三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面短柱軸壓性能研究.pdf

1、為了提升矩形截面鋼筋混凝土柱的承載力與變形性能，本文提出了一種有利于工廠化生產(chǎn)并可運(yùn)用于預(yù)制裝配式鋼筋混凝土柱中的配箍形式—三螺旋箍，并對(duì)此展開了研究。
　　首先，本文對(duì)1根配有綁扎復(fù)合箍筋和5根配有三螺旋箍筋的混凝土矩形截面柱進(jìn)行了軸心受壓試驗(yàn)，研究其在軸壓荷載下的力學(xué)性能與破壞特征。試驗(yàn)結(jié)果表明，相同含箍特征值的三螺旋箍筋柱與綁扎復(fù)合箍筋柱相比，峰值承載力、峰值應(yīng)變略有提高，塑性變形、箍筋約束效率較大，峰值承載力時(shí)箍筋平均應(yīng)力

2、更高，對(duì)混凝土的約束作用更好;三螺旋箍筋柱的含箍特征值越大，箍筋約束系數(shù)、峰值承載力、峰值應(yīng)變?cè)酱?矩形螺旋箍筋間距越小，試件的峰值承載力越高;圓形螺旋箍筋間距越小，承載力快速下降時(shí)的應(yīng)變、峰值承載力、峰值應(yīng)變、塑性變形、殘余承載力越大;箍筋平均應(yīng)力增長(zhǎng)值越大，塑性變形越大，試件具有更好的變形性能。
　　其次，本文結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了三螺旋箍筋約束混凝土軸心受壓的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，并將其與試驗(yàn)曲線進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了其合理性。此外，

3、本文提出了矩形螺旋箍筋的間接鋼筋面積換算公式，并在此基礎(chǔ)上提出了三螺旋箍筋柱軸心抗壓承載力的理論計(jì)算公式，與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明計(jì)算公式可靠。
　　最后，本文運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)三螺旋箍筋柱進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型的合理性。并通過有限元分析結(jié)果與理論曲線、承載力機(jī)算值的對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了在軸壓荷載下三螺旋箍筋約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型和三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面柱的承載力計(jì)

4、算公式的可靠性。同時(shí)利用有限元分析軟件對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、圓形螺旋箍筋間距和矩形螺旋箍筋間距三個(gè)參數(shù)進(jìn)行了補(bǔ)充分析。分析結(jié)果表明，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面柱的峰值應(yīng)力越高，混凝土強(qiáng)度增大系數(shù)平均值越低，對(duì)混凝土的強(qiáng)度提高效果越差;圓形螺旋箍筋間距越小，峰值承載力、峰值應(yīng)變、塑性變形、殘余承載力越大;矩形螺旋箍筋間距越小，峰值承載力、塑性變形、殘余承載力越大。并且給出了圓形螺旋箍筋間距和矩形螺旋箍筋間距的設(shè)計(jì)建議值。