高强复合螺旋箍筋约束混凝土柱的偏压试验研究

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高强复合螺旋箍筋约束混凝土柱具有较强的承载能力、良好的变形能力和较强的抗震能力,螺旋箍筋在工厂提前预制,运到现场直接绑扎,极大的提高了施工效率。鉴于在传统设计中一般不考虑螺旋箍筋对偏压构件的承载力提升,而且高强复合螺旋箍筋柱在偏心荷载工况下的受力性能研究较为缺乏,因此,本文主要研究该种约束柱在偏压荷载工况下的受力性能,用以探究复合螺旋箍筋在试件偏心受压下的约束效果。本文通过8根高强复合螺旋箍筋约束混凝土柱的偏心受压试验,分析了初始偏心距、混凝土强度和箍筋强度对该种短柱偏压力学性能的影响及螺旋箍筋的约束机理,观察并总结了试验构件偏心受压的破坏特征,记录了箍筋以及混凝土的应变数据,便于后续的分析。并详细介绍了用ABAQUS软件建立试验构件的数值模型的操作过程。采用试验所设置的参数对8根短柱进行偏心受压试验设计和加载,对试件在各个受力阶段的工作性能进行更详细地分析。试验现象以及模拟的结果表明:(1)该种短柱拥有良好的偏压力学性能,复合螺旋箍筋的约束效率随着初始偏心距的减小而增大,随着混凝土强度提高而下降,随着箍筋强度的提高而增强;(2)高强复合螺旋箍筋对于核心混凝土的约束作用,在试件加载的中后期开始明显的体现出来,这也是试件承载力和延性被增强的主要原因;(3)该种短柱的偏压承载力极限状态是以保护层混凝土大量剥落为控制点,当短柱达到峰值偏压承载力时,受压侧复合螺旋箍筋的“复合约束”作用完整性良好,并在下降段依旧为偏压柱贡献承载能力;(4)将该种短柱分为了核心受压区和普通受压区,将其偏心受压情况分为四种情况并推导出相应的受压承载力公式,计算结果与试验结果能够较好的契合。
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