【摘要】：開展了鋼管混凝土疊合試件落錘沖擊系列試驗,研究了橫向落錘沖擊荷載下圓形鋼管混凝土疊合試件的破壞模態(tài)、整體變形和局部變形特點,將鋼管混凝土疊合試件與鋼管混凝土試件、鋼筋混凝土試件在橫向沖擊荷載下的破壞模態(tài)進行對比。分析了沖擊力、軸力和跨中撓度時程曲線的特征,研究了沖擊能量、軸力和鋼管厚度等參數(shù)對圓形鋼管混凝土疊合試件在橫向沖擊荷載作用下力學性能的影響規(guī)律。研究結果表明,管外鋼筋混凝土部件與核心鋼管混凝土部件能夠協(xié)調互補、共同工作,疊合試件表現(xiàn)出良好的抗沖擊性能。在該試驗的參數(shù)范圍內,隨著沖擊能量的增加,沖擊力峰值、跨中撓度峰值、沖擊持續(xù)時間增加;預加軸壓力試件的沖擊力峰值較大、沖擊力平臺值較小;鋼管厚度較大試件的沖擊力峰值和沖擊力平臺值較大,跨中撓度峰值較小、沖擊持續(xù)時間較短。
【圖文】：

·12·土木工程學報2016年試驗和理論研究，如軸壓［6］、受彎［7］、壓彎［8］、軸拉［9］、抗震［10］和節(jié)點抗震性能［11］等。未見關于疊合構件在沖擊荷載下力學性能的報道，因此本文開展了圓形疊合構件的橫向落錘沖擊試驗，為疊合構件抗沖擊設計提供參考依據(jù)。1試驗研究1．1試件設計工程中的疊合構件可以有多種形式。本文研究的圓形鋼管混凝土疊合構件截面示意圖如圖1所示，內部核心鋼管混凝土部件為圓形，其外部鋼筋混凝土部件也為圓形。圖中，D表示疊合構件截面外徑，，D0表示內鋼管外徑。圖1截面示意圖Fig．1Crosssection試件設計考慮試驗設備的加載能力，將實際工程中的鋼管混凝土疊合柱進行縮尺后，確定試件的尺寸。共設計了11個疊合試件。試件的總長度為1800mm，其中有效長度為1200mm，如圖2所示。試件兩端各有220mm長的部位用厚度為2mm的鋼套管套住，以方便支座處的夾具夾持，其中一端超出夾持段160mm，用以施加軸力。試件外徑為140mm，內鋼管外徑為75mm，鋼管厚度有兩種，分別為3．66mm和1．76mm�；炷帘Ｗo層厚度為16mm。試件有效長度部分的箍筋間距為100mm，端部箍筋間距為50mm。圖2試件立面圖(單位:mm)Fig．2Elevation(unit:mm)鋼管采用Q345級鋼材，縱筋和箍筋采用HPB235級鋼筋，表1給出了鋼材的材性參數(shù)。管外混凝土設計強度等級為C40，考慮到鋼管尺寸較小和加工條件限制，核心混凝土設計強度等級較低，為C20。管外混凝土和核心混凝土所用石子最大粒徑分別為20mm和10mm，試驗時的立方體抗壓強度分別為47．7N/mm2和23．1N/mm2。表1鋼材材性表Table1Mechanicalpropertiesofsteel鋼材種類鋼管厚度或鋼筋直徑屈服強度fy(N/mm2)極限強度fu(N/mm

圓形疊合構件的橫向落錘沖擊試驗，為疊合構件抗沖擊設計提供參考依據(jù)。1試驗研究1．1試件設計工程中的疊合構件可以有多種形式。本文研究的圓形鋼管混凝土疊合構件截面示意圖如圖1所示，內部核心鋼管混凝土部件為圓形，其外部鋼筋混凝土部件也為圓形。圖中，D表示疊合構件截面外徑，D0表示內鋼管外徑。圖1截面示意圖Fig．1Crosssection試件設計考慮試驗設備的加載能力，將實際工程中的鋼管混凝土疊合柱進行縮尺后，確定試件的尺寸。共設計了11個疊合試件。試件的總長度為1800mm，其中有效長度為1200mm，如圖2所示。試件兩端各有220mm長的部位用厚度為2mm的鋼套管套住，以方便支座處的夾具夾持，其中一端超出夾持段160mm，用以施加軸力。試件外徑為140mm，內鋼管外徑為75mm，鋼管厚度有兩種，分別為3．66mm和1．76mm。混凝土保護層厚度為16mm。試件有效長度部分的箍筋間距為100mm，端部箍筋間距為50mm。圖2試件立面圖(單位:mm)Fig．2Elevation(unit:mm)鋼管采用Q345級鋼材，縱筋和箍筋采用HPB235級鋼筋，表1給出了鋼材的材性參數(shù)。管外混凝土設計強度等級為C40，考慮到鋼管尺寸較小和加工條件限制，核心混凝土設計強度等級較低，為C20。管外混凝土和核心混凝土所用石子最大粒徑分別為20mm和10mm，試驗時的立方體抗壓強度分別為47．7N/mm2和23．1N/mm2。表1鋼材材性表Table1Mechanicalpropertiesofsteel鋼材種類鋼管厚度或鋼筋直徑屈服強度fy(N/mm2)極限強度fu(N/mm2)彈性模量Es(N/mm2)鋼管3．663573972．01×105鋼管1．763334341．97×105縱筋8．082582802．10×105箍筋6．582853091．91×105注:鋼管厚度和鋼筋直徑的單位為mm。表2給出了試件編號和試
【作者單位】： 清華大學;
【基金】：國家自然科學基金(51378290)
【分類號】：TU398.9

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本文編號：2517427