不同材料约束混凝土轴压短柱的试验研究

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1、第一章绪论装工作，可视具体情况每次吊装2～3层。由于钢管内通常不配置钢筋。混凝土的浇注和振捣非常方便。混凝土的质量易于得到保证。此外，钢管混凝土结构中，钢管就是很好的模板，在施工中也就不需要安装模板，拆模板等工序，也不用担心浇混凝土时发生漏浆现象。目前，施工制造的一个重要方向时钢管和钢梁或钢筋混凝土梁连接节点制造的标准化。(3)耐火性能好在火灾发生时，随着火场温度不断升高外部钢管很快失去承载力，而其核心混凝土由于热传导率低，能吸收热量，故耐火极限高于钢结构，为抗火而增加的保护材料比钢柱少。资料显示当柱截面大于lm时，防火涂料可以比钢柱节省2／3。其强度丧失速度慢，同时由于

2、钢管的套箍作用仍然存在，混凝土仍可承担大部分的轴向荷载，增加了柱的耐火时间。火灾过后，外界温度降低，一般钢筋混凝土构件破坏截面的力学性能不会得到恢复或改善，已失稳或扭曲的钢结构构件也基本丧失了安全性能。但对于钢管混凝土结构其力学性能却可得到不同程度的改善，整体力学性能较火灾时有所提高，可以为加固工作提供一个安全的施工环境，减少加固工作量，例如火灾受损柱子外面加一套管，再将空隙浇注混凝土即可，施工简便维修费用低。(4)塑性和韧性好、抗震性能好混凝土属于脆性材料，而且强度越高脆性越大，而在钢管混凝土结构中，核心混凝土在钢管约束下不但在使用时改善其弹性性质，在破坏时也具有很大的

3、塑性变形，有实验结果表明，钢管混凝土轴心受压短柱破坏时往往可以被压缩到原长的2／3，但仍没有呈现脆性破坏的特征，此外，再承受冲击荷载时，也具有很好的韧性。钢管混凝土构件的抗震性能胜过钢构件，不会产生由于钢管局部失稳而引起的破坏。钢管混凝土具有良好的抗震性能，与钢筋混凝土柱相比柱截面可以大为减小，自重也就随之减小，使得地震作用对结构产生的反映也减小。同时钢管混凝土本身具有良好的抗震性能，圆形钢管混凝土的任意轴均为对称轴，在各个方向的惯性矩及强度均相等，因此它特别适合受不确定方向的地震作用及风荷载作用的高层建筑。(5)经济效益好钢管混凝土柱与钢结构柱相比，可以节约钢才用量50

4、％左右；与钢筋混凝土柱相比，不需要模板可以节约混凝土用量50％以上，减轻结构自重50％以上。并广东工业大学T学硕十学位论文且在荷载情况相同和钢材用量相当的情况下，柱截面仅为钢筋混凝土柱的30％--一40％，从而可以增大建筑物的有效使用面积，取得良好的建筑空间视野，尤其适用于公共建筑的大厅等。(6)可以安全可靠地采用高强混凝土高强混凝土一般定义为C60"～C80之间的混凝土，高强混凝土的应用可以减小截面尺寸减轻结构自重。但高强混凝土延性差、容易发生脆性破坏。而在将高强混凝土灌入钢管后，由于钢管的约束作用使核心混凝土处于三向受压状态，其力学性能发生了改变，提高了它的延性，在一

5、定套箍指标下可以防止高强混凝土发生脆性破坏，因此在钢管中采用高强混凝土可以充分发挥它的优势。1．2．2国外研究应用动态1879年，在英国的赛文(Severn)铁路桥建设过程中，其桥墩采用钢管混凝土，但当时在空钢管内灌注混凝土只是为了防锈，并未考虑两者协同工作所带来的强度提高，这可以称为钢管混凝土的始祖。1901年，Sewell．J．S．第一个发表文章报导了方形钢管混凝土柱的应用情况，认为钢管内填充混凝土不仅能防锈，还能提高其强度与刚度。l907年，美国LALLY公司首次给出圆形钢管混凝土柱的承载力公式，此后，该型钢管混凝土柱在部分单层及多层建筑中得到应用，并被称之为Lal

6、lyColumn。到了20世纪30年代之后，在前苏联、西欧及日本等地陆续出现了应用钢管混凝土技术的建筑物。例如前苏联建成跨越列宁格勒涅瓦河的l0lm钢管混凝土拱梁组合体系桥，以及位于西伯利亚跨径达140m的钢管混凝土桁拱；日本鸣门海峡的输电跨越塔使用了钢管混凝土柱。对钢管混凝土力学性能进行较为深入的研究以及这类结构的大范围推广应用主要是20世纪60年代以后。前苏联在五六十年代对钢管混凝土结构进行了大量的研究，其主要集中在方钢管混凝土、圆钢管混凝土和矩形钢管混凝土结构，核心混凝土为素混凝土或在混凝土中配筋或配型钢。1965年，美国在制定的ACI318—65规范中，列入了轴心

7、受压钢管混凝土柱的计算公式，在l971年的修订版ACI318—71中，则把钢管混凝土结构作为组合构件而单独分列，包括轴心受压和受弯的计算，后来主要研究方钢管混凝土和圆钢管混凝土，核心混凝土以素混凝土为主，已修订了设计规程ACl319．89，4第一章绪论SSLC(1979)，LRFD(1994)。日本在1923年关西大地震后，发现钢管混凝土结构在该次地震中破坏不严重，日本建筑学会在1967年年会上制订了《钢管混凝土构件设计规范》，并在1980年做了修订。特别是1995年阪神大地震后，钢管混凝土更显示了其优越的抗震性能，钢管混凝土