圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能研究

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1、http://www.paper.edu.cn圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能研究刘界鹏，张素梅，马乐，邢涛哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨（150090）摘要：本文进行了6组共18个圆钢管约束高强混凝土短柱在循环或单调轴压荷载作用下的试验研究。试验中的主要参数为混凝土强度（fcu=88.14~94.17）和钢管径厚比（D/t=21.62~43.01）。试验结果表明，圆钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力高于同条件的普通钢管混凝土构件，但两种构件的延性无显著差异；随钢管中纵向应力的降低，构件的轴压承载力提高。对构件的应力分析结果表明，圆钢管约束高强混凝土轴压短柱的峰值荷载

2、点对应于钢管的屈服点。在应力分析结果的基础上建立了圆钢管约束混凝土的轴压承载力公式，公式结果与试验结果吻合较好。基于本文的试验结果对Mander约束混凝土模型进行了修正，使模型适合于约束高强混凝土。关键词：圆钢管约束高强混凝土，循环轴压荷载，径厚比，轴压承载力中图分类号：TU528文献标识码：AAxialcompressionbehaviorandstrengthofcirculartubeconfinedhighstrengthconcrete(HSC)stubcolumnsLIUJiepeng,ZHANGSumei,MaLe,XINGTao(SchoolofCivilEngine

3、ering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)AbstractThebehaviorof18circulartubeconfinedHSCstubcolumnswasinvestigatedexperimentallyundercyclicormonotonicaxialcompression.Theparametersinthestudyincludethecompressivestrengthofconcrete(fcu=88.14~94.17)anddiameter-to-thicknessratioofthestee

4、ltube(D/t=21.62~43.01).TheexperimentalresultsindicatethattheaxialloadstrengthofasteeltubeconfinedconcretestubcolumnisgreaterthanthatofaCFTcolumnwiththesameparameters,whilethereislittledifferenceontheductilityofthetwokindsofcolumns.Theaxialloadstrengthofthecolumnsincreasesasthelongitudinalstress

5、ofthesteeltubedecreases.Theresultsoftheelastic-plasticanalysisonthesteeltubeindicatethatthesteelyieldsatthepeakloadpoint.Adesignequationtocalculatetheaxialloadstrengthofcirculartubeconfinedconcretecolumnsisproposedinthispaper.Theresultsfromtheproposedequationforstubcolumnscomparefavorablywithth

6、etestresults.AmodifiedMander’smodelthatissuitableforconfinedHSCisproposedbasedonthetestresultsinthispaper.Keywords:circulartubeconfinedHSC,cyclicaxialcompression,diameter-to-thicknessratio,axialloadstrength1前言在水平地震荷载作用下，钢筋混凝土变值很高，导致混凝土压碎、保护层脱落、[1]框架结构的震害一般是梁轻柱重。剪跨主筋外露并压屈以及箍筋崩脱，从而使得比小的钢筋混凝土框架短柱易

7、发生剪切破大轴压比的钢筋混凝土框架柱的延性很[1,2]坏；而中长柱在柱顶和柱底弯矩最大处由低，发生脆性破坏；大量的研究结果表于轴力和弯矩的复合作用，混凝土的压应明，相对于普通强度混凝土，高强混凝土[3,4]的延性较差。在高轴压比条件下，基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20030213045)。作者简介：刘界鹏（1978-），男，山东青岛人，博士。-1-http://www.paper.edu.cn高强混凝土需要配置大量的箍筋；而过高果显著增加，有