区域约束混凝土轴心受压中长柱试验研究

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1、浙江建筑，第33卷，第1O期，2016年l0月ZhejiangConstruction，Vo1．33，No．10，Oct．2016区域约束混凝土轴心受压中长柱试验研究ExperimentalStudyontheMiddleLongConcreteColumnundertheRangeConstraintwhichhasAxialCompression王晓斌WANGXiaobin(贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳550001)摘要：区域约束混凝土柱是在钢筋约束混凝土研究的基础上提出的一种新概念。区域约束混凝土柱改变了约束的机制，将传

2、统的整体约束变为整体约束与区域约束相结合，它有效地提高了约束区域的混凝土柱强度及延性，使得区域约束混凝土具有与普通约束混凝土不同的受力特性及破坏特征。利用区域约束，在有效提高混凝土强度的同时，可以使柱的变形能力更强，从而提高结构的抗震性能及安全度。关键词：区域约束混凝土；约束机制；力学性能；破坏形态；抗震性能中图分类号：TU375．3文献标志码：A文章编号：1008—3707(2016)10—0001—03约束混凝土研究旨在：在最需要的地方设置约区域约束箍筋束钢筋。将约束钢筋集中布置在受压或剪压区，以便更有效地提高该区域混凝土的强度及延性

3、；以合理的方式布置约束钢筋。有效的约束是由混凝土、纵向钢筋及横向箍筋共同实现的，纵向钢筋的配置，横向箍筋的形态及配箍率，钢筋的强度与混凝土强度的比值都影响到约束的效果，因此，需要有合理的配置’。区域约束混凝土是这样实现的：将构件截面划分为若干小的区域，并在受压区域设置由纵向钢筋、横向箍筋组成的钢筋笼，而各个区域又由区域约束或注：I-强约束区II一弱约束区普通箍筋连接起来，从而形成整体与区域约束结合的图1区域约束混凝土柱约束形式。区域约束混凝土柱子的配筋图见图1。由于配置或不配置区域约束钢筋及区域约束影部分为受压区时，可以看见，同样的约束箍

4、筋配箍钢筋量配置的不同，使得各个区域的受约束程度不量，区域约束会有更强的约束效果。同。柱子在I区(阴影范围)，由于截面周边箍筋量区域约束混凝土在不显著提高配筋率、配箍率比Ⅱ区多，因此I区的约束程度比Ⅱ区大，可以把其及增加施工难度的情况下有效提高了约束区混凝土的强度及延性。由于采用区域约束的方法，使得构视为强约束区，相应的，Ⅱ区为弱约束区。区域约束是与整体约束相对应的。比较图2中区域约束(图件及截面的不同区域有不同的约束强度及延性，因2a)及全截面约束(图2b)，对于偏心受压柱子，当阴此，合理利用这些性质可以改变构件的受力性能，以收稿日期：

5、2016—06—2O作者简介：王晓斌(1979一)，男，江苏姜堰人，讲师，从事混凝土性能研究工作。2浙江建筑2016年第33卷保护层保护层力情况的影响，共制作试件3个，其中普通约束混凝土柱1个，区域约束混凝土柱2个，试验采用了截面●为180mm×180mm，高度为1400mm的中长柱，混■●／H受压面积7一凝土强度等级为C30，箍筋直径取6，为保证配筋●●比率大致相等，普通约束混凝土纵筋直径取空12，区■，，，／域约束混凝土纵筋直径取10。a)区域约束b)全截面约束RCC柱箍筋采用小矩形箍筋和大矩形箍筋相注：I一强约束区II一弱约束区结合

6、，全部纵筋与箍筋共同工作，整体上是一个大图2区域约束与整体约束示意图柱，4个矩形箍筋分别配置在柱子四边，将整个截面获得期望的力学效果，本文仅对轴心受压中长柱进划分成四个区域。箍筋与相应区域纵筋共同工作，行试验研究。又分别形成四个小柱，称为区域约束}昆凝土柱。所有构件的混凝土等级都为C30，测到的实际1试验模型混凝土强度等级为25．9。纵筋和箍筋的屈服强度为研究两种箍筋形式对约束混凝土柱的轴心受值分别为400MPa和360MPa，见表1～3。表1试件主要强度参数混凝土抗压混凝土抗压强度／纵向钢筋抗压强度／箍筋抗拉强度／强度等级(N／mm)(

7、N／mm)(N／mm)CC一125．912．4400360RCC一127．513．1400360RCC一225．111．8400360表2试件编号及配筋表柱子编号截面型式纵筋(Ⅲ级)箍筋s(I级)备注一～CC—l：l{l2空123146C30混凝土。}1．■RCC一1l6空103046C30混凝土⋯RCC一216空102946C30混凝土表3试件截面及配筋试件试件截面／mm×mm跨度／mm受拉纵筋箍筋根数纵筋配筋率Pb／％体积配箍率P第1O期王晓斌：区域约束混凝土轴心受压中长柱试验研究筑质量，且削弱了内外混凝土的结合。随着荷载的2试验现象

8、增加，裂缝数量和宽度不断发展，并大约在60～70t2．1普通约束混凝土试件的试验全过程和试验现象之间，表层混凝土开始脱落。总的说来：荷载较小CC一1是普通约束混凝土试件，箍筋间距为时，柱的全截