高强箍筋约束UHPC短柱轴压性能研究

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基于箍筋约束超高性能混凝土(UHPC)短柱轴压性能研究盲区,论文开展了42个高强箍筋约束UHPC圆柱和30个普通箍筋约束UHPC圆柱的轴压试验,获取了试件的荷载-轴向变形曲线以及荷载-箍筋应变曲线,分析了箍筋间距、箍筋类型、保护层厚度对UHPC短柱破坏形态、承载力、延性、轴压刚度的影响,提出了箍筋约束UHPC圆柱承载力计算方法。本文主要研究结果:(1)箍筋约束UHPC柱的受压破坏过程中,达到峰值荷载时,UHPC保护层未出现明显的剥落现象,这与箍筋约束普通混凝土柱有明显区别;达到破坏状态时,相比于普通箍筋,采用高强箍筋的UHPC柱的破坏程度更为明显,且随着试件箍筋间距的减小,破坏程度相对较为严重。(2)减小箍筋间距能有效提高箍筋约束UHPC短柱轴向承载力和变形能力;高强箍筋约束UHPC短柱的轴向承载力和极限变形均高于对应的普通箍筋约束UHPC短柱;在配箍率相同的条件下,试件的轴向承载力随UHPC保护层厚度增大而提高,保护层对承载力的贡献不能忽略;相比于碳纤维增强塑料(CFRP)箍筋,钢筋约束UHPC具有更高的效应。(3)UHPC保护层厚度对试件轴压刚度的影响较为显著,且轴压刚度随着保护层厚度的增加而提高;而箍筋间距、箍筋类型对试件轴压刚度的影响不明显。(4)计算表明,已有的箍筋约束混凝土强度模型均不能适用于预测箍筋约束UHPC圆柱。基于UHPC保护层对轴向承载力的贡献,分别提出了高强箍筋约束与普通箍筋约束UHPC圆柱的承载力计算方法,计算结果和试验结果较为接近。(5)基于已有的箍筋约束混凝土本构模型与实测数据,提出了箍筋约束UHPC圆柱的本构模型,计算曲线和试验曲线较为吻合。
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