【摘 要】
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随着经济社会发展建设的推进,建筑结构更加复杂多样,人们对于建筑性能的要求不断提高,组合柱的概念被提出。相比于传统钢筋混凝土柱,组合柱具有更好的力学特性。钢管混凝土柱是由混凝土填充入钢管中而形成的组合柱,由于该组合柱具有较高的强度以及较好的延性而被广泛研究,是一种较为常见的组合构件形式。然而,钢管混凝土表面腐蚀问题和耐火问题目前还在研究当中。本文提出一种新型外包ECC-PVC管混凝土组合柱,PVC管
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随着经济社会发展建设的推进,建筑结构更加复杂多样,人们对于建筑性能的要求不断提高,组合柱的概念被提出。相比于传统钢筋混凝土柱,组合柱具有更好的力学特性。钢管混凝土柱是由混凝土填充入钢管中而形成的组合柱,由于该组合柱具有较高的强度以及较好的延性而被广泛研究,是一种较为常见的组合构件形式。然而,钢管混凝土表面腐蚀问题和耐火问题目前还在研究当中。本文提出一种新型外包ECC-PVC管混凝土组合柱,PVC管相比于钢管也可以为核心混凝土提供一定的约束力,PVC管耐腐蚀、耐老化等特性使得组合柱可以应用于一些特殊环境,如海洋工程等,同时PVC管作为模板可以简化施工;ECC具有良好的抗压韧性,抗火性能,对裂缝有一定的控制作用,外包于PVC管外还可以避免PVC管与外界直接接触,提高组合柱耐久性;箍筋与PVC管同时约束,一定程度上改善了PVC管约束力有限的缺陷。进行如下研究:(1)设计12根不同参数的外包ECC-PVC管混凝土组合短柱进行轴压试验,分析参数对组合柱轴压力学性能的影响,试验结果表明,内配PVC管、增大纵筋配筋率、缩小箍筋间距及增加PVC管厚度都会提高组合柱的延性;内配PVC管会导致组合柱承载力下降;PVC管厚度需要合理地取值;ECC与PVC管组合效应在轴压作用下较好。(2)基于ABAQUS有限元分析软件,建立与试验尺寸、参数保持一致的有限元模型,分析外包ECC-PVC管混凝土短柱轴压过程中各部分受力情况,并将模拟结果与试验现象及数据进行对比研究,发现误差较小,模拟具有一定准确性,PVC管提供的应力较小,在承载力下降阶段才逐渐发挥作用,并提出改进建议。(3)设计10根不同参数的外包ECC-PVC管混凝土组合柱进行偏压试验,分析PVC管直径、PVC管壁厚、偏心距、纵筋配筋率、箍筋间距以及内外混凝土等变化参数对组合柱偏压力学性能的影响,随着偏心距的增大,试件从小偏心破坏转为大偏心破坏,试验中发现ECC中的PVA纤维延缓裂缝发展,外包ECC试件试验结束时保持一定完整性,外部ECC脱落较少。与轴压相比,偏压作用下,PVC管与混凝土粘结效应较差。(4)基于ABAQUS有限元分析软件,分析外包ECC-PVC管混凝土组合柱偏压过程中各部分受力情况,并将模拟结果与试验现象及数据进行对比研究。由于偏心距的影响模拟结果与试验数据存在一定误差,受力分析符合偏压试验结论,偏压作用下内外混凝土破坏不同步,并提出改进建议。
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