鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱軸心受壓試驗(yàn)研究

1、 文章編號:1000-6869(201110-0166-07鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱軸心受壓試驗(yàn)研究盧亦焱,陳娟,李杉(武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,湖北武漢430072摘要:對7根圓鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱和3根圓鋼管高強(qiáng)混凝土短柱進(jìn)行了軸心受壓試驗(yàn),研究鋼纖維摻量、含鋼率和混凝土強(qiáng)度等級對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱受力性能的影響。研究結(jié)果表明:隨著鋼纖維體積摻量的增加,鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的延性逐漸增大,承載力略有提高;隨著含鋼率的增加,鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的承載力和延性均增大;隨著混凝土強(qiáng)度等級的增加,鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的承載力增大,延性逐漸降低;摻入鋼纖維對鋼管高強(qiáng)混凝土短柱的

2、破壞模式幾乎沒有影響。最后給出了鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承載力計(jì)算式。關(guān)鍵詞:鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱;軸心受壓;靜力試驗(yàn);力學(xué)性能中圖分類號:TU398.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AExperimental research on steel fiber reinforced high strengthconcrete filled steel tubular short columnssubjected to axial compression loadLU Yiyan,CHEN Juan,LI Shan(School of Civil Engineering,Wuhan University,Wuh

3、an430072,ChinaAbstract:A total of7steel fiber reinforced high strength concrete filled steel tubular(SFRCFSTshort column specimens and3high strength concrete filled steel tubular(CFSTshort column specimens were tested under axial compression loadThe influences of the volumetric content of steel fibe

4、r,concrete strength and steel ratio on the compression behavior of the concrete filled steel tubular short columns were investigatedThe results indicate that, with the increasing of the volumetric content of steel fiber,SFRCFST specimens show an increasing trend in ductility and a slight increase in

5、 the load bearing capacityWith the steel ratio increasing,SFRCFST specimens show an increasing trend in the load bearing capacity and ductilityWith the concrete strength increasing,SFRCFST specimens have an increasing trend in the load bearing capacity,while a decreasing trend in ductilityThe failur

6、e mode of SFRCFST specimens is not affected by the volumetric content of steel fiberBased on the results,a simple formula is proposed to calculate the load bearing capacity of the SFRCFST short columnsKeywords:steel fiber reinforced high strength concrete filled steel tubular column;axial compressio

7、n;static test; mechanical behavior基金項(xiàng)目:湖北省杰出青年人才基金項(xiàng)目(2004ABB014,湖北省建設(shè)科技重點(diǎn)研究項(xiàng)目(K2005112005。作者簡介:盧亦焱(1965,男,福建永定人,工學(xué)博士,教授。E-mail:yylu901收稿日期:2010年1月6610引言改善高強(qiáng)混凝土脆性的方法通常是在混凝土中摻入纖維或?qū)⑵渲糜阡摴艿募s束之下1,通過鋼管提供的側(cè)向約束來提高高強(qiáng)混凝土的塑性。然而,在低周反復(fù)荷載作用下,當(dāng)鋼管高強(qiáng)混凝土柱的套箍系數(shù)較低時(shí),核心混凝土在構(gòu)件達(dá)到峰值荷載時(shí)呈脆性破壞,柱的延性較低2,這對結(jié)構(gòu)抗震不利。日本Nanbu 地震時(shí),大部分鋼管

8、高強(qiáng)混凝土柱由于延性不足發(fā)生嚴(yán)重破壞3。所以,提高鋼管混凝土柱的延性比提高承載力顯得更為重要。表1混凝土各組分用量Table 1Dosages of concrete mixture混凝土強(qiáng)度等級水泥/(kg ·m 3粉煤灰/(kg ·m 3膨脹劑/(kg ·m 3硅粉/(kg ·m 3水/(kg ·m 3砂/(kg ·m 3碎石/(kg ·m 3減水劑/(kg ·m 3C50335.51325527.5179.5766.9900.3 3.3C60366.01446030.0171.1747.1877.0 4.8C

9、70366.01446030.0151.3754.8886.17.8表2試件參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果Table 2Details of specimens and test results試件編號D /mm t /mm L /mm f y /MPa f cu /MPa u /mm N u /kN N 1/kN N 1/N u C60-4-0131439330060.00.839 2.45 3.5201320.31431.4 1.084C60-4-0.6131439330061.60.818 3.85 2.5241389.61450.4 1.044C60-4-0.9131439330063.00.799

10、5.76 2.6281430.01465.7 1.025C60-4-1.2131439330060.10.838 2.8281452.01439.70.992C50-4-0131439330054.60.922 3.6001280.11380.1 1.078C50-4-0.9131439330054.90.917 2.6151403.61388.00.989C70-4-0131439330070.30.716 2.13 3.4661469.81529.3 1.040C70-4-0.9131439330072.40.696 3.59 2.4841496.61555.8 1.040C60-2-0.

11、9127238130063.00.393 3.67 1.257946.21028.2 1.087C60-3-0.9129338730063.00.5953.701.7681147.21245.21.085注:試件編號“C60-4-0.6”,“C60”表示混凝土強(qiáng)度等級,“4”表示鋼管壁厚4mm ,“0.6”表示鋼纖維體積摻量0.6%;D 、t 和L 分別表示鋼管的外徑、壁厚和長度;f y 為鋼管屈服強(qiáng)度;f cu 為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度;為套箍系數(shù);為延性系數(shù);u 為極限荷載對應(yīng)位移;N u 、N 1分別為短柱承載力試驗(yàn)值和計(jì)算值。已有研究4-5表明,核心混凝土性能對鋼管混凝土柱的延性有顯著的

12、影響。摻入鋼纖維能改善高強(qiáng)混凝土的韌性和延性。因此,可以采用鋼纖維高強(qiáng)混凝土改善鋼管混凝土柱的延性。目前,鋼管鋼纖維混凝土已在公伯峽黃河大橋等一些實(shí)際工程中得到應(yīng)用6,但是,國內(nèi)外關(guān)于鋼管鋼纖維混凝土的研究還處于起步階段,王玉寶等7進(jìn)行了鋼管自密實(shí)鋼纖維混凝土配制的研究,結(jié)果表明鋼纖維摻量在1.5%左右時(shí),鋼纖維混凝土具有較好的工作性能,可滿足鋼管鋼纖維混凝土的澆筑要求;Gopal 等8-9進(jìn)行了鋼管鋼纖維混凝土長柱的試驗(yàn)研究,結(jié)果表明摻入鋼纖維顯著提高鋼管混凝土柱的耗能能力和延性,高文博等10的研究結(jié)果也證明了這一點(diǎn);Kodur 等11進(jìn)行了鋼管鋼纖維混凝土柱耐火性能研究,結(jié)果表明鋼管鋼纖維

13、混凝土柱具有較好的耐火性能;余志偉等12對矩形鋼管鋼纖維混凝土梁進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果表明鋼纖維的摻入能提高鋼管混凝土梁的承載力。目前,關(guān)于鋼管鋼纖維混凝土的研究還不充分,因此,有必要對其進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和理論分析。本文開展鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的軸心受壓試驗(yàn)研究,分析鋼纖維體積摻量、含鋼率、混凝土強(qiáng)度等級對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱力學(xué)性能的影響。1試驗(yàn)概述1.1試件設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了7根鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱和3根鋼管高強(qiáng)混凝土短柱試件,試驗(yàn)參數(shù)為混凝土強(qiáng)度等級,鋼纖維摻量和含鋼率?；炷翉?qiáng)度等級為C50、C60和C70,混凝土各組分用量見表1。試驗(yàn)采用42.5的普通硅酸鹽水泥,細(xì)度模數(shù)為

14、2.6的中砂,最大粒徑為20mm 的碎石,國內(nèi)生產(chǎn)I 級粉煤灰,進(jìn)口硅粉,Sika-3301型高效減水劑。鋼纖維來自國內(nèi)生產(chǎn)的切斷弓形鋼纖維,其尺寸為0.5mm 0.5mm 30.0mm 。試驗(yàn)考慮鋼纖維體積摻量為0.6%、0.9%和1.2%。考慮到鋼管選材的限制和試件加工因素的影響,所有試件的母材均采用直徑133mm ,壁厚5mm 的無縫鋼管,通過改761變壁厚實(shí)現(xiàn)含鋼率的變化(通過車床將壁厚5mm 的鋼管加工成壁厚2mm 、3mm 和4mm 三種。試件的長徑比均為3。鋼管混凝土短柱澆筑時(shí), 同批次制作3個(gè)邊長150mm 的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓試塊。試件參數(shù)見表2。1.2材性試驗(yàn)各組鋼管鋼纖維高強(qiáng)

15、混凝土短柱的核心混凝土28d 立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表2。鋼管力學(xué)試驗(yàn)參照GB 2282002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法13,測得其屈服強(qiáng)度為300MPa ,屈服應(yīng)變?yōu)?.00148,極限強(qiáng)度為416.9MPa ,彈性模量為205GPa ,延伸率為23.6%。1.3試驗(yàn)加載及測量試驗(yàn)裝置和測點(diǎn)布置見圖1。試件中部環(huán)向等間距布置4對縱、橫向應(yīng)變片,試件兩側(cè)對稱布置2個(gè)位移計(jì)。 圖1試驗(yàn)裝置及測點(diǎn)布置 Fig1Loading and measurment system首先對試件進(jìn)行幾何對中,預(yù)加荷載值約為預(yù)估峰值荷載的30%,根據(jù)試件中截面的4對應(yīng)變片的讀數(shù)調(diào)整。待試件對中后,卸載一段時(shí)間,然后采

16、用分級加載方式進(jìn)行加載,在預(yù)估峰值荷載N u 的75%之前,每級荷載為(1/15N u ,當(dāng)荷載達(dá)到75%N u 后,每級荷載為(1/30N u ,每級持荷2 3min ,臨近峰值荷載時(shí)慢速連續(xù)加載,當(dāng)短柱試件發(fā)生顯著變形、鋼管發(fā)生嚴(yán)重皺曲時(shí)試驗(yàn)停止。2試驗(yàn)現(xiàn)象對于鋼管高強(qiáng)混凝土短柱,以試件C70-4-0為例:在加載初期,短柱處于彈性工作階段,其荷載約為峰值荷載的70%,橫向應(yīng)變約為0.0004,縱向應(yīng)變約為0.0014。隨著荷載的增加,鋼管應(yīng)變逐漸增大,達(dá)到峰值荷載時(shí),短柱的橫向應(yīng)變約為0.0047,縱向應(yīng)變約為0.0055。在峰值荷載后,短柱的承載力下降較緩,在鋼管的端部或者受有嚴(yán)重應(yīng)力集

17、中影響的缺陷處首先出現(xiàn)局部屈曲,短柱變形發(fā)展迅速,屈曲形成的凸起增大,管內(nèi)混凝土發(fā)生剪切破壞。鋼管高強(qiáng)混凝土短柱破壞形態(tài)見圖2。圖2鋼管高強(qiáng)混凝土短柱的破壞形態(tài)Fig2Failure modes of CFST對于鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸壓短柱,以試件C70-4-0.9為例:在加載初期,短柱處于彈性工作階段,其荷載約為峰值荷載的76%,橫向應(yīng)變約為0.0005,縱向應(yīng)變約為0.0015。由于鋼纖維對高強(qiáng)混凝土裂縫發(fā)展的限制,使得鋼管高強(qiáng)鋼纖維混凝土短柱的彈性工作階段略長于鋼管高強(qiáng)混凝土短柱。達(dá)到峰值荷載時(shí),鋼管的縱向變形比相應(yīng)鋼管高強(qiáng)混凝土短柱的小(試件C70-4-0的縱向應(yīng)變約為0.0055,

18、試件C70-4-0.9的縱向應(yīng)變約為0.0018。在峰值荷載后,短柱的承載力緩慢下降,變形逐漸增加。隨著變形的增加,沿混凝土剪切滑移面處兩側(cè)鋼管發(fā)生凸曲,管內(nèi)混凝土發(fā)生剪切破壞。其典型破壞形態(tài)見圖3。圖3鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的破壞形態(tài)Fig3Failure modes of SFRCFST3試驗(yàn)結(jié)果分析3.1承載力表2給出了短柱的承載力試驗(yàn)結(jié)果,由表2可知:摻入鋼纖維,鋼管混凝土短柱的承載力有一定提高;隨著鋼纖維體積摻量的增加,短柱的承載力略有增加,與對比試件C60-4-0相比,試件C60-4-0.6,C60-4-0.9和C60-4-1.2的承載力分別提高5.2%、8.0%和9.9%;相同

19、鋼纖維體積摻量時(shí),隨861著混凝土強(qiáng)度等級的增加,鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的承載力略有增加;相同鋼纖維體積摻量和混凝土強(qiáng)度等級時(shí),隨著含鋼率的增加,鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承載力逐漸增加。圖4為鋼纖維體積摻量為0.9%的鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱與鋼管高強(qiáng)混凝土短柱承載力隨套箍系數(shù)的變化曲線。從圖中可以看出:對于鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱,當(dāng)套箍系數(shù)小于0.696時(shí),其承載力隨套箍系數(shù)的增加逐漸增大;當(dāng)套箍系數(shù)大于0.696時(shí),其承載力隨套箍系數(shù)的增加逐漸減小。對比鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱和鋼管高強(qiáng)混凝土短柱,可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)套箍系數(shù)在0.696至0.922之間時(shí),套箍系數(shù)對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承

20、載力的影響程度小于鋼管高強(qiáng)混凝土短柱 。圖4套箍系數(shù)對短柱承載力的影響Fig4Effect of confinement coefficient onultimate load of CFST3.2延性參照文獻(xiàn)14,定義鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的延性系數(shù)為:=85%u(1式中:u 為峰值荷載所對應(yīng)的位移;85%為承載力下降到85%峰值荷載時(shí)所對應(yīng)的位移。根據(jù)式(1計(jì)算所得的延性系數(shù)見表2,表中未給出試件C60-4-1.2,C50-4-0和C50-4-0.9的延性系數(shù),主要由于試件在試驗(yàn)終止時(shí)承載力仍保持在85%峰值荷載以上。由表2可知:鋼纖維對鋼管高強(qiáng)混凝土短柱位移延性的影響與柱的套箍系數(shù)和鋼

21、纖維體積摻量有關(guān);在套箍系數(shù)近似相同的情況下,短柱的位移延性系數(shù)隨鋼纖維體積摻量的增加而增大,試件C60-4-0.9和C60-4-0.6與C60-4-0相比,位移延性系數(shù)分別提高了132.4%和55.5%,試件C70-4-0.9與C70-4-0相比,位移延性系數(shù)提高了68.2%;在相同鋼纖維體積摻量的情況下,短柱的位移延性系數(shù)隨套箍系數(shù)的增加而增大。由于鋼纖維的內(nèi)約束作用,導(dǎo)致鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的峰值荷載對應(yīng)位移減小(與相同混凝土強(qiáng)度等級的鋼管高強(qiáng)混凝土短柱相比;當(dāng)承載力下降到85%峰值荷載時(shí),由于鋼纖維對混凝土的增韌性能,導(dǎo)致荷載所對應(yīng)的位移增加,所以,鋼管高強(qiáng)混凝土中摻入鋼纖維能有效

22、改善短柱的位移延性?；炷翉?qiáng)度和含鋼率對短柱延性的影響與普通鋼管混凝土相同,即隨混凝土強(qiáng)度的增大或含鋼率的減小,短柱的延性降低。3.3荷載-位移曲線圖5a 為混凝土強(qiáng)度等級為C60,不同鋼纖維摻量下鋼管混凝土短柱的荷載-位移曲線。由圖可知,隨著鋼纖維體積摻量的增加,短柱的承載力和延性呈逐漸增大的趨勢;與對比試件C60-4-0相比,摻入鋼纖維的鋼管短柱彈性工作階段要略長,但與鋼纖維摻入量沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。圖5b 和圖5c 分別為混凝土強(qiáng)度等級為C50和C70的鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載-位移曲線,由圖可知,摻有鋼纖維與未摻鋼纖維的短柱相比,其承載力小幅提高(試件C50-4-0.9與對比

23、試件C50-4-0相比,承載力提高9.6%;試件C70-4-0.9與對比試件C70-4-0相比,承載力提高1.8%,峰值荷載對應(yīng)位移減小,彈性工作階段有一定增加。圖6為混凝土強(qiáng)度等級為C60,鋼纖維體積摻量為0.9%時(shí),不同含鋼率的鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載-位移曲線。由圖可知,隨著含鋼率的增加,短柱的峰值荷載、峰值荷載對應(yīng)位移和位移延性均增大,說明含鋼率是影響鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱力學(xué)性能的一個(gè)主要因素。圖7為不同混凝土強(qiáng)度等級下鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載-位移曲線,由圖可知,混凝土強(qiáng)度等級增加對提高承載力貢獻(xiàn)較小,位移延性隨混凝土強(qiáng)度等級的增加逐漸降低。3.4荷載-應(yīng)變曲線圖8a

24、 為混凝土強(qiáng)度等級為C60,不同鋼纖維體積摻量下鋼管混凝土短柱的荷載比值(N /N u -應(yīng)變(縱向和橫向應(yīng)變曲線,其中,和分別為N /N u 與曲線的局部放大部分(N /N u =0.9 1.0。由圖可知,摻入鋼纖維減小鋼管的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變,增大鋼管的橫向極限應(yīng)變,但與鋼纖維體積摻量沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性;隨著鋼纖維體積摻量的增加,鋼管的縱向極限應(yīng)變逐漸增大,但摻入鋼纖維對鋼管的縱向峰值應(yīng)變影響不明顯。圖8b 和圖8c 分別為混凝土強(qiáng)度等級為C50和C70的鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載比值(N /N u -應(yīng)變(曲線,其中,和分別為N /N u 與橫向和縱向應(yīng)變曲線的局部放大部分(N

25、 /N u =0.9 1.0。由圖可知,摻有鋼纖維與未摻鋼纖維的短柱相比,鋼管的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變減小(對比試件C50-4-0與試件C50-4-0.9的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為961 (a 混凝土強(qiáng)度等級為C60 (b 混凝土強(qiáng)度等級為C50 (c 混凝土強(qiáng)度等級為C70圖5鋼纖維對鋼管高強(qiáng)混凝土短柱荷載-位移曲線影響Fig5Effect of steel fiber on load-displacementcurves ofCFST 圖6含鋼率對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱荷載-位移曲線影響Fig6Effect of steel ratio on load-displacementcurve

26、s ofSFRCFST圖7混凝土強(qiáng)度等級對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱荷載-位移曲線影響Fig7Effect of concrete strength on load-displacementcurves of SFRCFST0.00409和0.00279;對比試件C70-4-0與試件C70-4-0.9的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為0.00660和0.00154,說明鋼纖維有效限制了混凝土裂縫的開展。圖9為混凝土等級為C60,鋼纖維體積摻量為0.9%時(shí),不同含鋼率的鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載比值(N /N u -應(yīng)變(縱向和橫向應(yīng)變曲線,其中,和分別為N /N u 與曲線的局部放大部分(N /N

27、 u =0.9 1.0。由圖可知,隨著含鋼率的增加,鋼管的縱向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變逐漸增大(試件C60-2-0.9、C60-3-0.9和C60-4-0.9的縱向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為0.00165、0.00390和0.00508;橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變逐漸減小(試件C60-2-0.9、C60-3-0.9和C60-4-0.9的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為0.00269、0.00262和0.00187,橫向極限應(yīng)變逐漸減小。圖10為不同混凝土強(qiáng)度等級下鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的荷載比值(N /N u -應(yīng)變(縱向和橫向應(yīng)變曲線,其中,和分別為N /N u 與曲線的局部放大部分(N /N u =0.9 1.

28、0。由圖可知,隨著混凝土強(qiáng)度等級的增加,鋼管的縱向和橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變逐漸降低,(試件C50-4-0.9、C60-4-0.9和C70-4-0.9的橫向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為0.00279、0.00187和0.00154,縱向峰值荷載對應(yīng)應(yīng)變分別為0.00516、0.00508和0.00180?；炷翉?qiáng)度等級對鋼管的橫向極限應(yīng)變影響不明顯。4承載力計(jì)算式的推導(dǎo)鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承載力計(jì)算式應(yīng)滿足以下2個(gè)條件:當(dāng)鋼纖維體積摻量為0時(shí),鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承載力計(jì)算式應(yīng)退化為鋼管高強(qiáng)混凝土短柱的承載力計(jì)算式;應(yīng)反映鋼纖維參數(shù)的影響。71（ a） 混凝土強(qiáng)度等級為 C60 圖9 Fig 9

29、 含鋼率對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱 荷載應(yīng)變曲線影響 Effect of steel ratio on loadstrain curves of SFRCFST （ b） 混凝土強(qiáng)度等級為 C50 圖 10 混凝土強(qiáng)度等級對鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱 荷載應(yīng)變曲線影響 Effect of concrete strength on loadstrain curves of SFRCFST Fig 10 在式（ 2 ） 的基礎(chǔ)上， 引入鋼纖維參數(shù)的影響 。 其承載 力計(jì)算式為： N u = A c f f （ 1 + 1. 8 + f ） （ c） 混凝土強(qiáng)度等級為 C70 （ 3） 式中： 為鋼纖

30、維影響系數(shù)； f 為鋼纖維含量特征參 數(shù)。 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果回歸分析得到鋼纖維影響系數(shù) 為 0. 02 ， 將其代入式（ 3 ） 得： N u = A c f f （ 1 + 1. 8 + 0. 02 f ） （ 4） 根據(jù)式（ 4 ） 計(jì)算所得的各試件承載力列于表 2 。 計(jì)算值與試驗(yàn)值相比， 其比值的平均值為 1. 046 ， 均 方差為 0. 037 ， 變異系數(shù)為 0. 036 。 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn) 。 結(jié)果吻合良好 圖 8 鋼纖維對鋼管高強(qiáng)混凝土短柱荷載 應(yīng)變曲線影響 Fig 8 Effect of steel fiber on loadstrain curves of CFST 5， 1

31、516的研究， 根據(jù)文獻(xiàn) 鋼管高強(qiáng)混凝土短 柱的承載力計(jì)算式為： N u = A c f c （ 1 + 1. 8 ） 為套箍系數(shù)。 式（ 2 ） 物理意義明確， 應(yīng)用簡便， 已有的試驗(yàn)結(jié) 果和工程應(yīng)用證明了式 （ 2 ） 具有較高的計(jì)算精 度 。 因此， 鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱承載力計(jì)算式可 （ 2） 式中： A c 和 f c 分別為混凝土面積和軸心抗壓強(qiáng)度； 5 結(jié)論 通過對 7 根鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱和 3 根 171 鋼管高強(qiáng)混凝土短柱進(jìn)行試驗(yàn)研究， 得到以下結(jié)論： （ 1 ） 鋼纖維的摻入對鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱 隨著鋼纖維體積摻量的增加， 的延性具有顯著影響， 延性系數(shù)逐漸

32、增大 。 （ 2 ） 鋼纖維體積摻量在 1. 2% 內(nèi)時(shí)， 鋼管鋼纖維 高強(qiáng)混凝土短柱承載力的最大提高幅度在 10% 內(nèi)。 （ 3 ） 在鋼管高強(qiáng)混凝土中摻入鋼纖維沒有改變 短柱的破壞模式， 所有短柱均為剪切破壞 。 （ 4 ） 隨著含鋼率的增大， 鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土 短柱的承載力和位移延性系數(shù)均增大； 隨著混凝土 鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的承 強(qiáng)度等級的增加， 載力增大， 位移延性系數(shù)逐漸降低 。 （ 5 ） 給出了鋼管鋼纖維高強(qiáng)混凝土短柱的承載 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好 。 力計(jì)算式， 參 考 文 獻(xiàn) 1 趙國藩 高性能混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與抗震設(shè)計(jì) J 335 （ Zhao 大連理工大學(xué)

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35、： 347354 4 賀峰，周緒紅，唐昌輝 鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱 工程力學(xué)，2000 ，17 承載力性能的實(shí)驗(yàn)研究J （ 4）： 62-66 （ He Feng， Zhou Xuhong， Tang Experimental research on the bearing Changhui 7 王玉寶，姚汝方 大流動(dòng)度鋼纖維鋼管混凝土配制 J 水利水電科技進(jìn)展， 2003 ， 23 （ 2 ） ： 3032 技術(shù) （ Wang Yubao，Yao Rufang Mixing technology for high fluidity steelfibre reinforced steelpip

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