活性粉末混凝土（RPC）具有超高強(qiáng)度但脆性較大,鋼管約束可顯著提高RPC的延性。采用全截面加載、僅對(duì)核心混凝土加載兩種方式,對(duì)20根外徑133mm的圓鋼管約束RPC短柱開(kāi)展軸心受壓性能試驗(yàn)。分析了試件的破壞過(guò)程和特征、荷載-位移曲線和軸壓承載力;探討了加載方式、鋼管徑厚比和RPC強(qiáng)度對(duì)軸壓性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:套箍系數(shù)大于0.9時(shí),試件發(fā)生鼓曲破壞,其余則為剪切破壞;鋼管厚度為4.5mm、6mm時(shí),荷載-位移曲線會(huì)出現(xiàn)明顯的下降段,鋼管厚度為8mm、10mm時(shí),曲線則平穩(wěn)或者繼續(xù)上升;試件整體軸壓承載力大于鋼、混凝土兩種材料承載力的簡(jiǎn)單疊加,兩種加載方式下的提高幅度分別為12%、24%。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上分析了鋼管約束RPC短柱的工作機(jī)制和受力模型,結(jié)合雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論建立了短柱在兩種加載方式下的軸壓承載力計(jì)算方法,公式計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果的誤差小于10%,適用性較好。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(04)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

截面加載(b)部分加載(fullyloadedspecimens)(partiallyloadedspecimens)圖2加載裝置Fig.2Testsetup(a)全

對(duì)內(nèi)部RPC加載，試件軸壓承載力較大，表明鋼管不直接承擔(dān)縱向荷載會(huì)提供更強(qiáng)的約束作用。同時(shí)，鋼管厚度和RPC抗壓強(qiáng)度越大，試件的承載力越高。與素RPC材料[8]相比，鋼管和RPC兩種材料形成的組合構(gòu)件的曲線下降段較為平緩。(a)t=4.5mm(b)t=6mm(c)t=8mm(d)t=10mm圖5試件的荷載-位移曲線Fig.5Theaxialload-displacementcurvesofspecimens對(duì)圖5進(jìn)行分析，可將鋼管RPC短柱的軸壓受力過(guò)程分為彈性段(OA)、彈塑性階段(AB)和塑性階段(BCD、BE、BF)，如圖6所示。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果可知：試件在加載初期(OA)基本處于彈性工作階段，荷載-位移曲線呈直線上升，鋼管縱向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力均較��；當(dāng)外部鋼管屈服時(shí)，試件進(jìn)入塑性階段(BC)，荷載曲線為非線性上升，試件剛度減小，鋼管的約束作用增強(qiáng)，核心混凝土縱向受壓能力有一定提高，試件表面逐漸有鐵銹脫落。圖6典型的荷載-位移曲線Fig.6Thetypicalload-displacementcurves

ψ?湮?惺芑廢?應(yīng)力，鋼管處于軸壓、環(huán)拉和徑向受壓的三向應(yīng)力狀態(tài)。僅對(duì)內(nèi)部RPC加載時(shí)，RPC單獨(dú)承受全部軸向壓力，但鋼管在加載初期的變形系數(shù)處于0.5~0.6之間，大于鋼材的泊松比，從一開(kāi)始便對(duì)內(nèi)部RPC產(chǎn)生約束作用。同時(shí)，由于RPC向外擠脹，在RPC與鋼管之間出現(xiàn)徑向壓力。隨著荷載增大，這種約束作用變大，同時(shí)由于鋼管與混凝土接觸面間的摩擦力，使鋼管也受到縱向壓力，核心RPC處于三向受壓狀態(tài)，鋼管主要處于環(huán)拉和徑向受壓狀態(tài)。(a)核心混凝土(RPCcore)(b)鋼管(steeltube)圖8組合柱受力簡(jiǎn)圖Fig.8Theforcediagramofcompositecolumns

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼管砂輕混凝土軸壓短柱力學(xué)性能研究[J]. 張向?qū)?鄧大鵬,楊健輝,王俊波.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]圓鋼管鋼纖維活性粉末混凝土短柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J]. 戎芹,曾宇聲,侯曉萌,鄭文忠,菅偉.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]配合比及養(yǎng)護(hù)制度對(duì)活性粉末混凝土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J]. 王秋維,王志偉,陶毅,蘇寧粉.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]方鋼管約束混凝土軸壓短柱承載力研究[J]. 龔永智,付磊,丁發(fā)興,余志武,李剛.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[5]活性粉末混凝土研究進(jìn)展[J]. 鄭文忠,呂雪源.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]圓鋼管活性粉末混凝土軸壓力學(xué)性能研究[J]. 林震宇,吳炎海,沈祖炎.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2005(04)

博士論文
[1]鋼管活性粉末混凝土柱受壓性能試驗(yàn)與理論研究[D]. 羅華.北京交通大學(xué) 2015

碩士論文
[1]鋼管活性粉末混凝土柱的力學(xué)性能研究[D]. 馮建文.清華大學(xué) 2008
[2]鋼管活性粉末混凝土力學(xué)性能及其極限承載力研究[D]. 楊吳生.湖南大學(xué) 2003
[3]鋼管活性粉末混凝土短柱軸壓受力性能試驗(yàn)研究[D]. 張靜.福州大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3326057