钢管混凝土悬臂短柱试验研究

《钢管混凝土悬臂短柱试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第29卷第6期福州大学学报(自然科学版)Vol.29No.62001年12月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScience)Dec.2001文章编号:1000-2243(2001)06-0098-06钢管混凝土悬臂短柱试验研究陈宝春,王来永,陈水盛(福州大学土木建筑工程学院,福建福州　350002)摘要:对4组共13根钢管混凝土悬臂短柱进行了试验.试验参数包括轴压比、含钢率和混凝土强度.对试验结果进行的分析表明,轴压比对钢管混凝土弯压构件受力性能的影响最为显著.钢管对核心混凝土的紧箍力作用随轴压比的减小而减

2、弱.最后对试验过程钢管应变达到某些特定值时所对应的荷载与最大荷载进行了分析.关键词:钢管混凝土;柱;弯压;试验中图分类号:TU398.9文献标识码:A钢管混凝土拱桥中的钢管混凝土拱肋不仅受到轴力的作用,而且还受到弯矩的作用.因此,研究钢管混凝土拱桥的受力性能必须对钢管混凝土弯压构件的受力性能有深入的了解.文献[1]-[3]在对钢管混凝土拱桥受力性能的试验研究和双重非线性有限元分析表明,应用现有有关的钢管混凝土本构关系,计算结果在加载前期与试验结果吻合良好,而在加载后期偏离较大.说明钢管混凝土拱桥的受力有其自身的特性,其材料的本构关系和极限承

3、载力都有待进一步的研究.文献[4]对钢管混凝土偏心受压柱的受力性能进行了试验研究,本文则对钢管混凝土悬臂短柱的受力性能进行试验研究.1　试验内容试件分为4组,共计13根,钢管外径为<219mm,高1000mm,轴压比为0、0.1、0.4和0.6.管内灌浇C40或C50混凝土.试件的详细资料见表1.钢管采用无缝管,试件的钢结构部分在工厂制作加工.在试件的上端板中心开有一个约100mm的小口,以供浇灌混凝土用,下端板兼作浇灌时的底模.混凝土配#制采用525普通硅酸盐水泥,用粒径为0.25～1.6cm的碎石及中等粒度的河砂作为骨料,掺入适量的减水

4、剂以提高混凝土的性能.试件中的混凝土用配合比———水泥∶砂∶碎石∶水,C40为1∶0.5∶1.70∶3.03;C50为1∶0.43∶1.43∶2.54,C50还掺入0.007的BD-I型高效减水剂.混凝土从钢管顶板预留的直每径为100mm的圆孔灌入,用5cm直径振捣棒插入振实,每次填入混凝土层的厚度约为300～400mm.试件采用室外自然养护,管内混凝土强度由同条件成型养护并与试件同龄期的150mm×150mm×150mm立方体试验确定.钢材的强度由从钢管上切下来的宽为20mm的试件的单轴拉伸结果确定,测试结果钢材的屈服-36应力为325M

5、Pa,屈服应变为1.765×10,弹性模量为0.184×10MPa,极限应力为393MPa.2　试验装置与试验方法钢管混凝土悬臂短柱试验装置如图1所示.悬臂短柱试件的底部是厚20mm的钢板,通过锚栓将试件锚固支于钢箱台座上.钢箱台座用4根<60mm×1500mm高强螺栓锚在实验室的地板上.轴向力由320t油压千斤顶支承在反力架上施加给试件.为保证钢管与混凝土能共同受力,在千斤顶上端放置了一块弧形钢板和一块厚钢垫板,加弧形钢板的目的是为了让构件的上端有自由转角.为减少千斤顶与反力架之间的摩擦力对所施加的水平力的影响,在试件上端的钢垫板与千斤顶

6、之间放置了一块聚四氟乙烯(PTFE)摩擦板.收稿日期:2001-09-29作者简介:陈宝春(1958-),男,教授.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50078016);土木工程防灾国家重点实验室开放课题基金资助项目第6期陈宝春等:钢管混凝土悬臂短柱试验研究·99·表1　钢管混凝土悬臂短柱试件及混凝土材料试验结果一览表钢管尺寸含钢率长细比轴压比实加荷载混凝土混凝土强度试件号D×t×LP%(λ=4LPD)nPPkN等级fcPMPaA10222646.2A20.1222646.2219mm×4mm×1000mm7.712.79C40A30.4

7、222646.2A40.6222646.2B10.1248841.8219mm×6mm×1000mm11.912.79C40B20.4248841.8C10243453.1C20.1243453.1219mm×4mm×1000mm7.712.79C50C30.4243453.1C40.6243453.1D10282353.1D2219mm×6mm×1000mm11.912.790.12823C5053.1D30.4282353.1图1　钢管混凝土悬臂短柱试验装置简图图2　应变片贴片位置示意图水平力由MTS电液伺服加载系统50t作动器施加.它

8、通过计算机控制,可以完成模拟地震力作用的拟动力试验、拟静力试验以及疲劳试验.水平力采用MTS电液伺服加载系统配制的X-Y函数记录仪记录.它将荷载传感器及位移传感器输入的信号,经衰