成束筒約束混凝土矩形柱軸心受壓性能試驗(yàn)研究.pdf

1、普通矩形截面鋼筋混凝土(RC)柱在強(qiáng)震中的典型破壞特征之一為端部混凝土壓碎脫落和縱筋壓曲外凸，使得柱殘余承載力嚴(yán)重偏低，導(dǎo)致房屋容易發(fā)生傾斜甚至倒塌，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。為了提升矩形RC柱的承載力與延性，本課題組提出了成束筒箍筋約束形式來(lái)增強(qiáng)矩形截面柱的端部。為此，本文針對(duì)成束筒約束混凝土矩形柱的軸心受壓性能開(kāi)展了試驗(yàn)研究與分析。
　　本文共完成了8根矩形截面柱的軸心受壓試驗(yàn)，其中4根柱為成束筒約束混凝土矩形柱，另外4根柱為普

2、通矩形箍筋約束混凝土柱。試驗(yàn)結(jié)果表明:成束筒約束混凝土矩形柱在發(fā)生破壞時(shí)延性較好，其荷載-位移曲線可以分為四個(gè)階段:彈性階段、彈塑性階段、下降階段和破壞殘余階段;成束筒約束混凝土矩形柱截面根據(jù)混凝土側(cè)向約束的不同可以分為四個(gè)區(qū)域，即強(qiáng)約束區(qū)、弱約束區(qū)Ⅰ、弱約束區(qū)Ⅱ和無(wú)約束區(qū)。在整個(gè)加載過(guò)程中，無(wú)約束區(qū)、弱約束區(qū)Ⅱ和弱約束區(qū)Ⅰ的混凝土依次逐漸退出工作。在相同體積配箍率條件下，成束筒約束混凝土矩形柱的峰值荷載比相應(yīng)的普通矩形箍筋約束混凝土柱

3、可能提高，也可能降低，其結(jié)果取決于圓形螺旋箍筋的體積配箍率與矩形箍筋的體積配箍率之比λ。當(dāng)λ小于3時(shí)，成束筒約束混凝土矩形柱的峰值荷載表現(xiàn)為降低;反之，成束筒約束混凝土矩形柱的峰值荷載表現(xiàn)為提高。成束筒約束混凝土矩形柱的峰值點(diǎn)位移比相應(yīng)的普通矩形箍筋約束混凝土柱大，荷載-位移曲線的下降段更平緩，后期的殘余承載力相對(duì)較高。成束筒約束混凝土矩形柱在軸向應(yīng)變?yōu)?.02和0.03時(shí)，其殘余承載力（P0.02、P0.03）與對(duì)應(yīng)峰值荷載(P)的比

4、值分別為普通矩形箍筋約束混凝土柱的2.0、1.7-1.8倍。隨著圓形螺旋箍筋的體積配箍率逐漸降低(2.052％、1.360％、1.024％)，P0.02/P由62.2％降到37.3％;P0.03/P由47.6％降到27.3％。
　　結(jié)合試驗(yàn)研究結(jié)果，本文基于Mander et al.的箍筋約束混凝土的強(qiáng)度與應(yīng)變計(jì)算模型，給出了適用于成束筒約束混凝土矩形柱的峰值點(diǎn)承載力與對(duì)應(yīng)軸向應(yīng)變的理論計(jì)算公式，并將理論計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比，