内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱偏压受力性能研究

发布时间：2020-05-12 05:43

【摘要】：方钢管混凝土柱是超高层建筑中常用的构件形式。将超高强混凝土应用于方钢管混凝土柱中,可进一步减小方钢管混凝土柱的截面尺寸,减轻结构自重,增加建筑有效使用面积。但由于超高强混凝土脆性显著,仅靠方钢管的约束无法保证构件满足延性需求。为解决这一问题,可进一步采用螺旋箍筋约束超高强混凝土,形成内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱。本文对内配螺旋箍筋超高强混凝土柱开展了偏压受力性能研究,取得的主要研究成果如下:(1)设计并完成了6个内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱和3个普通方钢管超高强混凝土柱的偏压加载试验,试件的变化参数包括偏心率和配箍特征值。所有试件的钢管都发生了局部屈曲,而除试件EC-H-0.4外,其它试件的角部竖向焊缝均出现开裂现象。螺旋箍筋在加载后期发生了断裂,其中高强螺旋箍筋断裂后竖向荷载降低明显。对各试件的荷载-轴向位移关系曲线、荷载-跨中扰度关系曲线、跨中弯矩-曲率关系曲线等进行了分析。分析结果表明:在偏心率较小的情况下,配置螺旋箍筋能一定程度上提高柱的承载力和延性;随着偏心率的增大,螺旋箍筋的作用降低;在偏心率为0.6的情况下,配置高强螺旋箍筋与配置普通螺旋箍筋的效果相差不大。(2)在试验基础上,提出了适用于内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱截面分析的混凝土单轴应力-应变关系,基于该应力-应变关系计算得到的截面压弯承载力与试验结果吻合良好。在此基础上,建立了内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱的压弯承载力计算公式。(3)采用Abaqus有限元软件对内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱开展了非线性有限元分析。有限元模型能较好地预测试件的荷载-位移曲线和破坏形态。基于该限元模型,分析了不同偏心率下,钢管厚度、螺旋箍筋体积配箍率、箍筋强度等参数对柱偏压受力性能的影响。分析结果表明:增大钢管厚度、螺旋箍筋体积配箍率或者箍筋强度会提高柱承载力,且增大钢管厚度的提高幅度最大。
【图文】：

内配螺旋箍筋方钢管超高强混凝土柱的构造

试件EC-N-0.2构造图
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU398.9

【参考文献】

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本文编号：2659750