鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土短柱軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土柱是以高強(qiáng)輕集料混凝土代替普通混凝土而形成的一種新型鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。它集高強(qiáng)輕集料混凝土和鋼管混凝土的優(yōu)勢(shì)于一體，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、塑性好和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了輕集料混凝土彈性模量低、脆性破壞明顯的力學(xué)缺陷。本文通過(guò)試驗(yàn)對(duì)鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土短柱在軸壓作用下的各項(xiàng)力學(xué)性能和破壞特征進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并對(duì)其在不同加載方式和端部約束作用下力學(xué)性能的差異進(jìn)行了探討。完成的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.綜合考慮不

2、同參數(shù)的變化，共進(jìn)行了33根鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)，測(cè)量了各試件在試驗(yàn)過(guò)程中各階段的承載力、應(yīng)變、縱向變形等。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：在鋼管的約束下高強(qiáng)輕集料混凝土的強(qiáng)度和塑性性能得到了不同程度的改善，且構(gòu)件的剛度有所提高，克服了結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)輕集料混凝土無(wú)法大范圍推廣使用的主要技術(shù)壁壘；緊箍系數(shù)ξ是影響鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土短柱力學(xué)性能的主要因素；同時(shí)提出了適用于鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土軸壓短柱極限承載力計(jì)算的建議公式，該式的計(jì)算值與試

3、驗(yàn)結(jié)果吻合良好。 2.觀察并研究了鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土短柱在軸心壓力作用下縱向力與縱向應(yīng)變(變形)關(guān)系、試件橫向變形、宏觀變形特征、破壞機(jī)理及破壞模式；發(fā)現(xiàn)鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土的變形特點(diǎn)和破壞形態(tài)不僅受緊箍系數(shù)ξ這一綜合參數(shù)的影響，而且核心輕集料混凝土的強(qiáng)度對(duì)其性能也有很大的影響；通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析了鋼管高強(qiáng)輕集料混凝土破壞模式由常見(jiàn)的腰鼓型向剪切型轉(zhuǎn)化的原因和內(nèi)在變化機(jī)理。 3.在三種不同的加載方式和端部約束的條件下，通

4、過(guò)27根鋼管輕集料混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)，研究分析了加載方式和端部約束條件對(duì)構(gòu)件破壞形態(tài)和力學(xué)性能的影響，主要試驗(yàn)參數(shù)為不同輕集料混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼管截面尺寸。三種受荷方式為： (1)荷載作用在核心混凝土上；(2)荷載作用在整個(gè)截面上；(3)采用滾軸加載板將荷載作用在整個(gè)截面上。研究結(jié)果表明，加載方式對(duì)鋼管輕集料混凝土短柱的軸壓變形性能有較大影響，而對(duì)其極限承載力影響不大。無(wú)論何種加載方式，鋼管輕集料混凝土短柱的縱向壓縮變形能力都