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随着高强混凝土的应用,需要解决其脆性破坏问题,采用一般低强箍筋和普通配箍措施,其约束力己不足以约束高强混凝土的横向变形。本研究提出一种新型柱,即密置焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱,这种柱用于轻型节能钢-混凝土组合结构中,而轻型节能钢-混凝土组合结构是由密置焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱、焊接六边形孔蜂窝钢梁和普通混凝土(含压型钢板)合成楼盖组成的新型结构。密置焊接环式复合箍筋可以有效的改善高强混凝土的脆性性能,提高柱的延性,而且在高轴压比的条件下,构件也能得到理想的延性效果。本文对焊接环式复合箍筋约束高强混凝土小偏心受压柱的受力性能进行研究,这对焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱及其组成的轻型节能钢-混凝土组合结构的推广和应用具有重要的理论意义和工程实用价值。
本试验试件为3个焊接环式复合箍筋约束高强混凝土小偏心受压柱,箍筋采用HRB400高强钢筋。通过对3个试件的试验研究,分析了焊接环式箍筋约束高强混凝土试件的破坏形态,极限承载力和变形性能,给出了焊接环式复合箍筋约束高强混凝土小偏心受压试件的荷载-挠度曲线,荷载-钢筋应变曲线,并且分析了高强箍筋的应变变化。实验证明焊接环式箍筋约束高强混凝土具有很好的受力性能。
本文采用通用有限元分析软件ANSYS对试验试件进行了非线性分析,非线性分析结果与试验结果基本吻合,得到了正确的有限元分析模型,并在试验的基础上,拓展参数进一步对焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱的受力性能进行研究。采用现行《规范》的计算公式计算的试件正截面承载力与试验测得的承载力进行对比,结果表明应用焊接环式复合箍筋约束混凝土对小偏压柱正截面承载力有很大提高。论文在理论上分析了承载力提高的原因,并在试验和理论的基础上提出了焊接环式复合箍筋约束混凝土柱的小偏心受压承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合。