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《約束混凝土柱的軸壓性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、鐵道建筑2010年第3期RailwayEngineering1O3文章編號：1003—1995(2010)03—0103—03約束混凝土柱的軸壓性能研究郭永昌，李麗娟，楊洋，劉鋒(廣東工業(yè)大學土木與交通工程學院，廣州510006)摘要：通過9種不同材料分別約束低強混凝土、高強混凝土、橡膠混凝土短柱的軸心受壓試驗，研究了約束混凝土柱的承載性能，給出了約束混凝土柱的荷載與縱向應變關系曲線。研究結果表明，外裹材料對低強混凝土柱的承載力影響比對高強混凝土柱的影響要大，約束低強混凝土柱時承載力和延性比約束高強混凝土柱時提高幅度大。CFRPPE管、
2、CFRP—PVC管和CFRP約束混凝土柱的承載力提高較大，這種復合管材可用來開發(fā)新的約束混凝土柱。關鍵詞：約束混凝土柱高強混凝土橡膠混凝土纖維復合材料軸壓性能承載力中圖分類號：TU528文獻標識碼：A根試件的軸心受壓試驗，圓柱體的直徑為165mm，長O引言為495mm。近年來，纖維復合材料由于其優(yōu)異的物理力學性1．1．1核心混凝土原材料能在土木工程中得到廣泛應用，最具代表性的例子為①水泥：采用廣州石井水泥公司生產(chǎn)的石井牌P纖維加固混凝土構件、纖維增強混凝土復合材料及纖Ⅱ型32．5R硅酸鹽水泥。②外加劑：H．FDN100萘系維代替鋼筋受拉
3、構件等。這些應用主要利用了纖維復高效減水劑。③粗骨料：花崗巖碎石，粒徑5～2Omm，合材料的輕質、高強、耐腐蝕等特性?；炷猎谌蚴苁|新鮮，沒有軟弱顆粒。④砂：普通黃砂，最大粒徑力狀態(tài)下具有很好的承載性能，鋼管混凝土柱的發(fā)展5mm，連續(xù)級配，細度模數(shù)2．30。⑤橡膠粉：試驗采用應用就是利用了混凝土的這一特性，但鋼材的耐腐蝕廣州市恒昌實業(yè)有限公司橡膠顆粒廠生產(chǎn)的80目橡性較差，在潮濕和特殊環(huán)境中的銹蝕問題一直是鋼材膠粉。應用的瓶頸。本文通過9種不同材料，即鋼管、PVC1．1．2核心混凝土配合比(聚氯乙烯)管，CFRP(碳纖維布)、GFR
4、P(玻璃纖維混凝土配合比和實際測得的28d立方體抗壓強布)、CFRP—PVC管、GFRP—PVC管、PE(聚乙烯)管、度見表1。其中，橡膠改性混凝土是將80目的橡膠粉CFRP—PE管、GFRP—PE管分別約束低強混凝土作為骨料代替了一部分砂和石子，保持砂與石子質量(NSC)、高強混凝土(HSC)、橡膠混凝土(RHSC)柱的比約為1：1．58。軸心受壓試驗，研究外裹材料對混凝土柱力學性能的表1混凝土配合比影響，分析核心混凝土強度的改變對不同約束材料約束效果的影響。研究目的是利用高分子材料和纖維復合材料開發(fā)耐腐蝕新的約束混凝土構件，為復合材
5、料的工程應用及開發(fā)新的混凝土構件提供技術依據(jù)。1試驗研究1．1．3試件外裹材料性能參數(shù)1．1試件及材料性能試件外裹管材和外裹FRP的材料性能參數(shù)見表本試驗所用試件的長徑比為L／D=3。共進行272、表3，F(xiàn)RP黏結膠的主要性能指標如表4所示。表2外裹管材的性能參數(shù)收稿日期：2009-05—20；修回日期：2009．12．15基金項目：國家自然科學基金(10872052，10802023)；廣東省自然科學基金(07117419)；廣東省科技計劃項目(0711050400013，2008B010600011)作者簡介：郭永昌(1974一)，
6、男，山西太原人，副教授，博士。l04鐵道建筑March，2010表3外裹CFRP、GFRP性能參數(shù)力對比如表5所示。可以看出，不同材料約束混凝土柱的極限承載力提高幅度具有很大的差異性。在外裹材料相同的情況下，隨著核心混凝土強度的提高，構件承載力的提高幅度趨于減小。這是由于強度高的混凝土在非彈性階段中的微裂縫少，其橫向變形系數(shù)要小于強度低的混凝土，強度高的混凝土破壞面比較光滑，破壞面通常穿過石子和水泥漿而不是繞著骨料表面，而強度低的混凝土剪切斜裂，必須繞過骨料，因此約束剪切強度抗拉強度黏結強度低強混凝土剪切斜裂時，骨料之間產(chǎn)生很大的咬合作
7、18．846．94．2用，在這種情況下，為抑制約束高強混凝土的這種剪切滑移變形所需要的約束力遠大于低強混凝土所需的約1．2試驗概況束力。這說明約束對強度高的混凝土的效果比對強度試件制作時應使端部的混凝土與管材齊平，以保低的混凝土要差。證在進行軸壓試驗時，管材與混凝土同時受力。在試表5各種材料約束混凝土柱的極限承載力提高幅度％件中截面按間隔90。對稱位置4點各粘貼一片縱向應變片，以測定中截面的縱向應變。將試件直接放置在3000kN液壓試驗機上，在試件兩側對稱布置兩個10mm位移計，以監(jiān)測試件的縱向變形。試驗時，根據(jù)預估的破壞荷載進行分級加
8、載。在預估極限荷載Ⅳ的75％前，按每級荷載為Ⅳ的1／10分級加載。當荷載達到極限荷載Ⅳ的75％后，’按每級荷載約為Ⅳ的1／15～1／20加載，每級荷載間停2min。當接近極限荷載時，慢速連續(xù)加載。當荷載達到
