Experimental study and analysis of reinforced concrete axial compression of the

0 引言

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在进行钢筋混凝土结构设计时必须使结构和构件具有一

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定的承载力和延性防止建筑结构倒塌从而满足基本功能要求。中国论文网1C1vN"zw9y+Z3_.w

异形柱结构作为一种新型建筑结构体系主要是针对构件结构

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体系的偏心受压承载力、延性以及其抗震性能等方面机进行分

?Gx5M!BE9s4D~0

析研究，研究表明柱的配箍特征值对结构抗震有重要的影响柱中国论文网u2@OeDq]5g"U,kZ

箍筋的约束作用与箍筋强度的比值、箍筋肢距柱轴压比、混凝中国论文网@p L'QC h)E

土强度、箍筋形式等因素有关。由于缺乏对异形柱的深入地了

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解对于其轴心受压性能需要进一步探讨异形柱在轴心受压情

}O"y0\)QZ"V$A%?0

况下的受力特性。通过异形柱配箍特征值的研究进一步建立异中国论文网9rB7l|*@

形柱的配箍特征值和构件轴压比的关系，为实际工程提供试验中国论文网 }%R"??7z*]2H)D*j

参考依据和理论基础。

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N2`0

1.1 试验研究中国论文网_"EP9v^"|

1.1.1 试验概况

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为了研究钢骨混凝土异形柱轴心受压的性能，对8 根试件

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做轴向受压承载力对比试验（1 根L 形钢筋混凝土柱，l 根T

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形钢筋混凝土柱，3 根L 形钢骨混凝土柱，3 根T 形钢骨混凝

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土柱）。构件形式如图2-1 和图2-2 所示。

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纵筋为HPB235 级中8 的圆钢，箍筋为HPB235 级中6.5

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的圆钢；型钢；肢宽均取300mm，混凝土强度等级为C40。钢：中国论文网%s6jb{]G

采用等肢角钢型号为L50×5，，加密部分为间距100mm 工字钢

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型号为工10 ；柱肢厚度取为100mm。柱长均为1200mm。采用复中国论文网RiEmyWb9D!h-]9J

合箍筋，间距取150mm。百分表以及应变片的布设在柱的两端

K!lI*g4f m|0

和中部，纵横方向均布置应变片。测得的数据为沿试件竖直方

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向两个百分表的读数，在柱肢中部的水平方向的两个百分表的

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读数；柱端部和中部两个竖向电阻应变片的读数；柱端部和中

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部两个水平电阻应变片的读数；加载方式采用控制荷载法。中国论文网XU,EZ
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1.2 试验结果分析中国论文网
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钢骨混凝土异形柱结构轴心受压试验研究分析中国论文网 ^4A2`A`
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穆浴波中国论文网;O5~
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（吉林建筑大学, 吉林长春,130119）中国论文网]_F_ N'V*C+g

摘要：结合工程实践经验对钢筋混凝土十字形截面和L 形截面以及T 形截面和钢骨混凝土的T 形截面和L 截面形柱进行轴中国论文网#je)R$od.u+OP%h

压对比试验研究，目的在于得到钢骨混凝土异形柱的轴心受压性能为今后工程提供研究分析、设计、施工、监理等提供参考。

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关键词：建筑工程；异形柱；受压；分析中国论文网2g c%YRQ7\PW(r9OH?

Experimental study and analysis of reinforced concrete axial compression of the special-shaped column structure

5p&b^%m3}i0

Mu Yubo中国论文网"Q4f/ATFsq,s

(Changchun University of Jilin Jilin building,130119)

~"w+Q?*a6d:Jus0

Abstract ：In order to study the steel reinforced concrete special-shaped column under axial compression,

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pressure test of shaft of reinforced concrete L shape,T shape,ten shape section and the steel reinforced

%{)N4n? ^GI3A)w0

concrete L shaped,T shaped column, provide a reference for future research analysis,engineering design,

)?a8`{)A5_L|}0

construction,supervision.中国论文网;? VnB|#]

Keywords ： the construction of special-shaped column;compression;analysis中国论文网 oOQ+i:v?&[|\+Y,B r

图2-1 L 形柱截面设计

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图2-2 T 形柱截面设计

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1.2.1 试验过程

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试件在轴心压力作用下从试件加载至试件达到破坏状态

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从试验过程可以看出破坏过程大致相同，，经历了3 个阶段，即中国论文网reM{ ~ F|

弹性阶段、带裂缝阶段和破坏阶段。中国论文网]cD6rK

(1) 弹性阶段：当荷载较小时，混凝土、型钢及纵向钢筋均中国论文网J!A~(Nu

处于弹性状态。

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(2) 带裂缝阶段：试件进入此阶段的快慢程度与钢骨有

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关，有钢骨的试件开裂较晚，但裂缝明显发展出现的时间基本中国论文网8p#NN(gcQ

上都相同，大致在接近破坏阶段。柱肢中部随着荷载的增大中国论文网 z`gj2^ J#oe

混凝土出现微小裂缝。对所有试件，当压力达到极限荷载的

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70% ～ 95% 左右时，裂缝才明显发展其中含钢骨的试件开裂荷中国论文网 qQ4\h)k

载大约为极限荷载的65% ～ 80% 左右而无钢骨的试件开裂荷

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载为极限荷载的28% ～ 40%中国论文网
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(3) 破坏阶段：有钢骨的试件在试件达到极限荷载之后中国论文网'_#^@1B&p$j+_

承载力下降较为平缓，试件明显呈延性且纵向变形较大。个别

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钢骨翼缘发生局部屈曲，部分纵向钢筋压曲外弯，型钢达到屈

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服，荷载继续增大，混凝土被压碎、剥落，混凝土达到极限压应中国论文网W*N:ni,F3l*hMM9\'?

变。而无钢骨的试件明显呈脆性，承载力下降较陡，试件纵向

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变形较小。钢骨的存在改善了构件的延性，由此可以看出，在

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轴向荷载作用下都发生双向弯曲，普通钢筋混凝土L 形柱和钢

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骨混凝土L 形柱，因为通过应变仪得到的数据显示在承受竖向

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荷载的过程中，L 形柱中部的竖向应变比端部的大，T 形、十中国论文网 Z.MPs+d_L

字形柱中部的竖向应变与端部基本相同，L 形柱的两肢在中中国论文网1m8v S9k1z#G,j

部都有向外鼓曲的现象，中部发生的变形更大，而且由位移计中国论文网"Sh}&d"B

可以看出整个加载过程完全处于轴压状态。

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1.2.2 异形柱纵向变形分析中国论文网^4NomB%N

加入钢骨后其抵抗竖向地震荷载的能力也比无骨柱有所中国论文网;ah ~:`}OsX

提高柱的耗能能力比无骨柱优越后期变形较小钢筋混凝土柱

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塑性变形能力小，钢筋混凝土柱的曲线较短，后期变形较大可中国论文网.J2`+G9w YT

以看出钢骨混凝土柱的破坏呈现出一定的塑性性能，无论是T中国论文网6hr;M,Cl`"Ux

形柱还是L 形柱，钢骨混凝土柱的曲线较长。

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1.2.3 异形柱轴心受压承载力分析

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L 形钢骨异形柱轴向抗压承载力比普通L 形钢筋混凝土中国论文网8l9T0Y#w-CC F$W*B

异形柱有了相对的提高，P 为各个试件的承载力；Po 为无骨

b_7n-H Hl#S@v%^'H0

试件的承载力，在相同截面面积下T 形柱相应提高了46%。由中国论文网IH/Urq_8O

表2-1 可以看出钢骨异形柱轴向抗压承载力提高较大。钢骨混

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凝土异形柱与钢筋混凝土异形柱承载力的对比见表2-1。

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表2-1 钢骨混凝土异形柱与钢筋混凝土异形柱承载力

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的比较中国论文网:yBY%xmCn){r

2 结束语

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由于混凝土包裹着箍筋以及型钢从而使得型钢不易发生中国论文网X-`3T{:C.lM

失稳及局部屈曲从而有效地提高了变形能力，试验表明混凝

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土与钢-- 箍筋组成的体系由于混凝土包裹使得混凝土的抗压

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性能得到很好的发挥钢一箍筋存在相互约束的作用，钢-- 箍中国论文网2z
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筋使得钢骨不易发生失稳及局部屈曲对核心混凝土起约束作

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用从而有效地提高承载力。黏结滑移对钢骨异形柱承载力有一

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定的影响，随着荷载级别的加大，柱肢表面在加载中后期钢骨中国论文网$Qh5Qi_O4v [7p%d3G

预埋位置出现沿钢骨方向的长裂缝该主裂缝的两边出现多条中国论文网(}%B,Ihx

次裂缝，同时在还伴随有多条与主、次裂缝相交的平行细短裂中国论文网^t\)B"vWjj

缝。从试验中看出由于混凝土与钢、箍筋组成的体系存在相互中国论文网t,\j&ja#]

约束的作用后期变形提高无论T 形柱还是L 形柱，后期变形较

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大的钢骨混凝土柱的曲线较长而后期变形较小的钢筋混凝土中国论文网 jHJGG/EINP

柱的曲线较短；为了提高了混凝土的承载力，一方面钢骨直接

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参与承受荷载的工作, 钢骨混凝土异形柱的承载能力比钢筋中国论文网1D7hg9@`

混凝土异形柱的承载能力提高很多钢骨可以限制周围混凝土中国论文网 Th fv8\$P

的变形，与外围的纵筋和箍筋形成封闭体对混凝土起到三向约

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束作用。在相同截面的情况下，钢骨异形柱刚度大，在面积相中国论文网)y*O?Kr3^ }

同的情况下，弹性模量越大，刚度越大主要原因是钢骨混凝土中国论文网-@#Wv1F$Wc5_

异形短柱的刚度应该由混凝土、钢筋、型钢三部分刚度叠加而中国论文网 }&[0~j$al%V N K

成。型钢的弹性模量大于混凝土的弹性模量。试验结果还反映中国论文网Q$O%{[+X

出，在同一荷载作用下，钢骨异形短柱比钢筋混凝土异形短柱

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变形小。中国论文网y;f'Fq$o1s

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图2-3 异形柱荷载一纵向变形曲线比较中国论文网[ K!d"@9Zpa0fr