钢管约束高强钢筋混凝土压弯构件抗震性能研究

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1、钢管约束高强钢筋混凝土压弯构件抗震性能研究第十届全困现代结构１：程学术研讨会叶家喜（中国联合工程公司，杭州３１００２２）王国兴刘界鹏（哈尔滨工业大学建筑设计研究院，哈尔滨１５００９０）提要：本文进行了４个圆钢管约束钢筋混凝土和４个方钢管约束钢筋混凝土压弯构件滞【旦ｌ性能的试验研究，并进行了两个钢筋混凝土对比试件的试验研究。试验中的主要参数为轴压比（０．３３、０．６５和０．８）、混凝土强度（Ｃ３０和Ｃ６０）和截面形状（圆形和方形）。试验结果表明，由于钢管对核心混凝土的有效约束，核心高强混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得

2、到了显著提高。在轴压比和钢管径厚比相同的条件下，圆钢管约束钢筋混凝土压弯构件的抗弯承载力和延性明显优于方钢管约束钢筋混凝土。根据试验结果，建议了钢管约束钢筋混凝土柱截面抗弯承载力的计算方法，提出了设计建议。建屯了钢管约束钢筋混凝土压弯构件的纤维模型数值计算方法，计算结果与试验结果吻合较好。关键词：圆钢管约束钢筋混凝土，方钢管约束钢筋混凝土，压弯构件，纤维模型刖吾钢管约束钢筋混凝土柱就是将钢筋混凝土柱中的箍筋换成钢管，———————————————————————————————————————————————钢管不直

3、接承担纵向荷载，从而使钢管与混凝土之间只存在横向的相互作用，以充分发挥钢管对核心混凝土的有效约束。在Ｔｏｍｉｉ等人最初的研究中【ｉ，２１，钢管约束钢筋混凝土这一构件形式的提出是为了防２止钢筋混凝土框架结构中的短柱或边柱发生剪切破坏并提高其延性。目前国内外对钢管约束钢筋混凝土柱的滞回性能的研究多集中在短柱Ｉｌ’２１方面，而对中长柱压弯构件的研究很少。本文针对这一问题对钢管约束钢筋混凝土压弯构件进行了滞回性能研究，建议了构件的截面抗弯承载力的计算方法，可为工程实践提供参考。二、试验研究一、风短饼艽（一）试件参数试验以框架

4、柱为研究对象，假定柱子为两端固端模型，先对柱子施加竖向轴力，然后在柱子顶端施加反复作用的水平荷载，以模拟地震荷载。各试件的混凝士强度、钢管屈服强度、钢管尺寸见表ｌ。表１试件参数及试验结果ｆ试件（ｍｍ）ＣＲＣ一６０．８——厶１０Ｄｆｔ———————————————————————————————————————————————ｈ￡ｙ（ｐ￡）ＪⅣｎｏＰｕｆ试件（ｋＮ）（ｍｍ）ＳＲＣ．６０．８１５８．０ｌ２３１．５８１９９．４９１３８．６６１６３．２７Ｄ厅厶’ｏ矗￡ｙＮＲｎｏｒＭＰａ）ｆＭＰａ）——（ｋＮ）１２２５０．８Ｏ

5、．８０．６５０．３４０．８———————————————————————————————————————————————（ＭＰａ）（ＭＰａ）——（嶂）１５５９１５５９１５５９１５５９ｆｋＮ）】２０００．８Ｏ．８０．６５（Ｉ∽１５４．６０１９１．９６１６６．５０５２．５５２．５５２．５５２．５３８．９——５２．５５２．５５２．５５２．５３８．９３２５３２５３２５３２５ＣＴＲＣ—６ｍ８ＣＴＲＣ．６ｍ６ＣＴＲＣ一６０－３ＣＴＲＣ一３０－８２．６７２．６７２．６７２．６７８６８６８６８６４３６４３６４３６４３６２２１４２２１

6、４２２１４２２１４１２００９８０５２０９００ＳＴＲＣ．６ｍ８ＳＴＲＣ一６ｍ６ＳＴＲＣ一６ｍ３ＳＴＲＣ．３ｍ８———————————————————————————————————————————————２．６６２．６６２．６６２．６６７７７７７７７７１２００９８０５２０９０００．３４１１３．８６０．８１４７．７５注：①试件的命名方法中：ＣＲＣ表示ＣｉｒｃｕｌａｒＲａｉｎｆｏｒｅｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ；ＣＴＲＣ表示ＣｉｒｃｕｌａｒＴｕｂｅ度为Ｃ６０：８表示试件的轴压比为０．８。ｃｏｎｆｉｎｅｄＲＣ；６０表示混凝土强②表中

7、Ｄ为钢管外径，ｒ为钢管厚度，则Ｄ／ｒ为钢管的径厚比：ｆｃｕｌｏ为边长为１００ｍｍ的混凝土证方体抗压强度：五和￡ｙ分别为钢管的腔服强度和屈服戍变；Ｎ为试件的轴力；ｎｏ为轴压比，ｎｏ＝Ｎ／（ｆｏｏＡ。），厶为轴心抗压强度，屯为核心混凝土的毛面积；尸ｎ为试验得到的试件的峰值承载力。国家自然科学基金（５０７０８０２７），黑龙江省自然科学基金（Ｅ２００７—２４）１３８０工业建筑２０１０增刊第十届全【＿日现代结构Ｔ程学术研讨会———————————————————————————————————————————————图ｌ所示为

8、钢筋混凝土对比试件和钢管约束钢筋混凝土柱的试件细部图。试验中将柱子两端刚度很大的混凝土梁固定，以模拟柱子的两端嵌固模型，混凝土梁的截面为４００ｘ３００ｘ８００ｍｍ。由图ｌ（ｂ）可看出，为保证钢管不承担纵向荷载，在柱上下两端距梁下翼缘１５ｍｍ处将钢管断开。为防止钢管在端部由于混凝土受压外鼓而造成钢管焊缝撕裂，在钢管端部对其加强。加焊了一个高度为２