鋼管高強輕集料混凝土短柱軸壓力學(xué)性能試驗研究.pdf

1、鋼管高強輕集料混凝土柱是以高強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。它集高強輕集料混凝土和鋼管混凝土的優(yōu)勢于一體，具有輕質(zhì)高強、塑性好和施工方便等優(yōu)點，同時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。本文通過試驗對鋼管高強輕集料混凝土短柱在軸壓作用下的各項力學(xué)性能和破壞特征進行了系統(tǒng)的研究，并對其在不同加載方式和端部約束作用下力學(xué)性能的差異進行了探討。完成的主要研究內(nèi)容如下： 1.綜合考慮不

2、同參數(shù)的變化，共進行了33根鋼管高強輕集料混凝土短柱的軸壓試驗，測量了各試件在試驗過程中各階段的承載力、應(yīng)變、縱向變形等。從試驗結(jié)果可以看出：在鋼管的約束下高強輕集料混凝土的強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)用高強輕集料混凝土無法大范圍推廣使用的主要技術(shù)壁壘；緊箍系數(shù)ξ是影響鋼管高強輕集料混凝土短柱力學(xué)性能的主要因素；同時提出了適用于鋼管高強輕集料混凝土軸壓短柱極限承載力計算的建議公式，該式的計算值與試

3、驗結(jié)果吻合良好。 2.觀察并研究了鋼管高強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、破壞機理及破壞模式；發(fā)現(xiàn)鋼管高強輕集料混凝土的變形特點和破壞形態(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度對其性能也有很大的影響；通過試驗結(jié)果分析了鋼管高強輕集料混凝土破壞模式由常見的腰鼓型向剪切型轉(zhuǎn)化的原因和內(nèi)在變化機理。 3.在三種不同的加載方式和端部約束的條件下，通

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