混凝土強度對混凝土柱延性的影響研究

《混凝土強度對混凝土柱延性的影響研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、蔣連接等：混凝土強度對混凝土柱延性的影響研究l3混凝土強度對混凝土柱延性的影響研究蔣連接，陳建超，郎龔f1．宿遷學(xué)院建筑工程系，江蘇宿遷223800；2．南京工程高等職業(yè)學(xué)校建筑工程系，南京211100)【摘要】通過對高強混凝土柱和普通混凝土柱進行反復(fù)加載試驗，分析混凝土強度等級對鋼筋混凝土柱延性的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨著混凝土強度的提高，混凝土構(gòu)件破壞時脆性特征增強，延性降低?！娟P(guān)鍵詞】高強混凝土；破壞形態(tài)；延性【中圖分類號】TU528．0【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1001—6864(2011)07-0013—03高強混凝土抗壓強度高，在結(jié)構(gòu)中的使用能顯著減小護層取20r

2、am，平臥澆筑。主筋采用直徑16mm的HRB335鋼筋混凝土柱的截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約鋼筋用量，級鋼筋，屈服強度為354．26N／ram，對稱布置，箍筋為@增大建筑使用面積，有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。高強100。試件形狀及截面配筋同高強混凝土柱?；炷吝€因徐變小、彈性模量高，可以減小柱的壓縮變形和1．2試件分組增加結(jié)構(gòu)剛度。因此高強混凝土已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高層建筑本試驗主要考慮下列因素：混凝土強度等級、軸壓比、的下部柱中。但是，隨著混凝土強度的提高，構(gòu)件呈現(xiàn)愈益加載方式。試件具體分組見表1。嚴(yán)重的脆性破壞特征，這與地震區(qū)框架柱要具有良好的變表1鋼筋混凝土柱試驗分組形能力相

3、矛盾，引起了人們對其用于抗震設(shè)防區(qū)結(jié)構(gòu)的擔(dān)心，也給構(gòu)件的抗震設(shè)計帶來了問題J。為保證地震區(qū)高強混凝土柱具有良好的抗震性能，在破壞以前有足夠的變形能力，以吸收地震作用產(chǎn)生的能量，必須保證其具有良好的延性。本文通過對3根高強混凝土柱在單調(diào)荷載、反復(fù)荷載作用下的加載試驗，將其試驗結(jié)果與普通混凝土柱做比較，分析混凝土強度對鋼筋混凝土柱延性的影響規(guī)律。1試驗研究1．1試件設(shè)計1．3試驗加載裝置及量測內(nèi)容高強混凝土柱：該組試件為中國礦業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)實驗室本試驗在中國礦業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗室進行。將試件平放原有的高強混凝土柱，試件截面尺寸為b·h=150ram×在試驗臺座上，十字端頭部位垂直于試驗臺

4、以方便加載，試160ram，長度為1500ram，試件中部留有端頭，其尺寸為件一端為固定鉸支座，另一端為滾動支座，兩支座間長度為150ramx160ram，用于施加水平反復(fù)荷載。利用回彈法測定1300ramo混凝土強度等級為C50，主筋采用直徑16ram的HRB335級試驗中采用力一位移混合控制加載制度：先依據(jù)設(shè)計鋼筋，實測鋼筋屈服強度為359．27N／mm2，對稱布置；箍筋軸壓比確定并施加軸向力，待軸向力穩(wěn)定后再施加反復(fù)荷為@100。試件形狀及配筋詳見圖1。載。試件屈服前采用力控制并分級加載，每級荷載為20kN，接近開裂和屈服前宜減小級差加載，每級荷載反復(fù)一次；試試件屈服后

5、采用試件中部的位移控制，位移應(yīng)取屈服時試件的最大位移值，并以該位移的倍數(shù)為級差進行分級加載，每級循環(huán)一次，直至試件破壞。試驗中的測量內(nèi)容有軸向荷載、反復(fù)荷載、試件端部和中部位移值。2試驗結(jié)果分析2．1破壞形態(tài)的比較軸壓比為0．3的試件GZ一1、GZ一2、Z一1破壞前受拉(丑)試件形狀和尺寸截面配筋圖區(qū)鋼筋先屈服，裂縫沿試件高度不斷地延伸、加寬，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎，均表現(xiàn)為延性較好的彎曲破壞，見圖2，圖1試件外形和配筋圖混凝土強度的影響不明顯；隨著軸壓比提高，試件的脆性增普通混凝土柱：混凝土強度等級按C25設(shè)計，混凝土保強，破壞形態(tài)隨之改變，但試件z一3仍具有一定的延性，不

6、[基金項目]宿遷學(xué)院科研基金項目資助(201lky23)14低溫建筑技術(shù)2011年第7期(總第157期)過試件GZ一3，由于較大的軸壓力延遲了裂縫的出現(xiàn)和開件承載力開始急劇降低時的荷載所對應(yīng)的位移值作為極限展，裂縫分布也比較稀疏；臨近破壞時，試件的彎曲裂縫、彎位移。各試件的位移延性系數(shù)的計算結(jié)果如表2所示。剪裂縫開展寬度并不大，但剪切斜裂縫突然沿對角線貫通，2．3延性與混凝土強度的關(guān)系縱筋鼓出，混凝土保護層剝落，試件達到極限抗剪強度，瞬圖4為不同軸壓比時各試件的位移延性系數(shù)。間破壞，同時伴隨著巨大的響聲，承載力急劇下降，呈現(xiàn)出顯著的脆性性質(zhì)。在實際工程中，試件GZ一3的脆性破

7、壞形態(tài)要避免，可以通過增加配箍率、改變箍筋形式等約束核籟心混凝土，增強混凝土的強度和變形能力，防止縱筋壓屈，掣l髻l從而起到增強構(gòu)件的變形能力、改善其延性的目的。軸壓比一圖3高強與普通混凝土構(gòu)件的延性比較試件Gz—l試件Z一1從圖3可以看出，在軸壓比相同或相近的條件下，隨著混凝土強度等級的提高，試件的位移延性系數(shù)降低，延性逐漸下降?；炷翉姸葘ρ有缘挠绊懼饕w現(xiàn)在混凝土的極限變形能力方面：(I)隨著混凝土強度的提高，混凝土材料內(nèi)部的孔隙一圈■變得細小、均勻，孔隙體積縮小。這些變化在材料力學(xué)性能試件Z一2