約束混凝土(王力)課件

約束混凝土的研究應用普通鋼筋混凝土材料鋼筋和混凝土兩種材料間有較好的粘結性、較為接近的溫度線膨脹系數(shù)、互補的力學性能，因此具有廣泛的應用范圍，成為主流的建筑工程材料。

鋼筋容易腐蝕構件承載力低抗裂性差抗變形能力較差尺寸大等混凝土結構的缺點約束混凝土的性能約束的途徑可通過將混凝土灌注于鋼管或預制FRP管內，或是在混凝土構件外包FRP纖維布來實現(xiàn)。無論那種約束形式，都是通過約束材料對核心混凝土進行約束。當約束混凝土構件受壓時，混凝土由于其內部微裂縫的不斷增多與發(fā)展。當混凝土橫向變形大于其約束材料的變形時，兩者之間產(chǎn)生約束應力，隨著軸向荷載的不斷加大，約束材料與核心混凝土間擠壓應力也逐漸增大。核心混凝土在三向應力的作用下，裂縫發(fā)展的速度減慢，抗壓強度提高。當荷載進一步加大時，鋼管屈服或FRP斷裂。因此，同一材料在三向應力狀態(tài)下工作時，由于其各向的應變值減少，承載能力得到大幅度提高。約束混凝土的種類約束混凝土鋼管混凝土箍筋約束混凝土繞絲約束混凝土FRP約束混凝土FRP-混凝土-鋼組合柱鋼管混凝土是一種常見的約束混凝土組合柱形式，一般指在空鋼管中灌注混凝土而形成的構件，核心混凝土可配或不配鋼筋。

鋼管混凝土鋼管混凝土的研究應用現(xiàn)狀關于鋼管混凝土結構的理論研究已經(jīng)相當深入和系統(tǒng)，取得了一系列重要成果。例如，在我國建立了“統(tǒng)一理論”等理論，處于世界前列；在工程應用方面也很多，也比較成熟，僅就遼寧省的高層建筑而言，就有沈陽市的富林廣場、電力花園雙塔、方圓大廈和遼寧物產(chǎn)大廈以及大連邊業(yè)銀行大廈、鞍山移動通訊大樓、撫順市公安局大樓和大石橋市利德大廈等10余項近100萬m2的已建成或在建工程采用了鋼管混凝土結構。如果從全世界的范圍來看，則鋼管混凝土結構的應用就更為廣泛，主要集中在以下幾方面：工業(yè)廠房柱、設備構架柱、支架(棧橋)柱、地鐵站臺柱、送變電桿塔、桁架壓桿、樁、空結構、超高層結構以及橋梁工程等。

鋼管混凝土箍筋約束混凝土的改善原理大量試驗表明，混凝土在受荷之前，骨料和砂漿接觸面已存在微裂縫，混凝土的破壞是微裂縫不斷產(chǎn)生發(fā)展的過程。隨著應力的不斷增加，裂縫不斷隨主應力方向擴展。在破壞區(qū)段，產(chǎn)生許多裂縫，將試件分成許多小柱，自由面處的小柱向外鼓出。箍筋約束混凝土中的箍筋實際上是對柱提供了一系列的彈性支撐，增加了結構的剛度，從而使得強度和延性提高。箍筋約束混凝土繞絲約束混凝土的特點繞絲加固法的優(yōu)點，主要是能夠顯著地提高鋼筋混凝土構件的斜截面承載力，另外由于繞絲引起的約束混凝土作用，還能提高軸心受壓構件的正截面承載力。不過從實用的角度來說，繞絲的效果雖然可靠(特別是機械繞絲)，但對受壓構件使用階段的承載力提高的增量不大，因此，在工程上僅用于提高鋼筋混凝土柱位移延性的加固。

繞絲約束混凝土FRP-混凝土-鋼新型組合柱的研究是近幾年才開始的，還有很多地方值得探討

一方面，借助鋼管對核心混凝土的套箍約束作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而具有更高的抗壓強度和壓縮變形能力;另一方面，外表面的碳纖維具有耐腐蝕的特點，可以提高鋼管混凝土的耐久性。FRP-鋼管-約束混凝土力學試驗研究約束混凝土的前景到目前為止，對約束混凝土的研究已經(jīng)到了相當成熟的程度，但隨著建筑材料學科科技的發(fā)展，不同種類的新型材料涌現(xiàn)出來，突顯了其各自獨特的優(yōu)點，使得約束混凝土的研究課題繼續(xù)擴展和深入。通過約束材料對結構的應力約束使材料處于三向應力約束的狀態(tài)，約束混凝土較傳統(tǒng)混凝