方钢管混凝土柱低周反复荷载作用试验研究

资料大小：270KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-11

资料介绍

方钢管混凝土柱低周反复荷载作用试验研究
汪洋一，索小永
(1．台州职业技术学院土木系，浙江台州318000； 2．郑州大学土木工程学院，河南郑州450001； 3．安徽
工程科技学院机械工程系，安徽芜湖241000)
摘要：钢管混凝土结构在我国得到了广泛的应用，国内外学者对钢管混凝土结构进行了很多研究。通过电液
伺服系统进行了方钢管混凝土柱常轴压低周反复荷载作用试验，分析其在低周反复水平荷载作用下的延性
性能与耗能能力，给出位移随反复荷载变化的滞回曲线。试验结果显示，整个加载过程所得到的2试件荷
载一位移曲线呈“梭形”，表明方钢管混凝土结构具有良好的延性和耗能能力，抗震能力强。
关键词：试验；滞回性能；抗震性能；方钢管混凝土
中图法分类号：TU37 文献标志码：A
钢管混凝土中的钢材和混凝土是2种力学性能截
然不同的材料。钢材在弹性阶段时，它的泊松比变化
小，基本保持常数(近似为0．283)，而混凝土的?白松比
处在低应力水平时约为0．167，在承受较大轴心压力
作用时，由于核心混凝土内部纵向裂缝的开展，?白松比
将超过0．5，当混凝土的泊松比超过钢材的泊松比时，
钢管对核心混凝土产生约束力。在钢管横向约束下，
核心混凝土处于3向受压状态，其强度不仅得到了提
高，且其塑性和延性也得到改善⋯ 。同时，由于核心
混凝土的存在，避免了管壁局部压曲的现象，柱的稳定
性得到了改善。由此可见，通过这种组合作用，钢管和
混凝土这两种材料互相弥补了彼此的缺点，可以充分
发挥彼此的长处，从而使钢管混凝土具有的承载力高
于其组成材料钢管和核心混凝土单独承载力之和，表
现出非常优越的力学性能。
国外在早期主要对方钢管混凝土进行了短期加载
静力性能试验研究，此后的研究范围进一步扩大，不仅
深入研究了方钢管混凝土的轴压、纯压和压弯构件的
静力性能，还针对方钢管混凝土双向压弯、方钢管和混
凝土之间的粘结、薄壁方钢管混凝土和方钢管高强混
凝土等进行了一系列试验研究。国内对钢管混凝
土构件力学性能进行的研究，主要包括方形截面构件
的双向压弯性能、长期荷载作用的影响、各种截面钢管
混凝土轴压短柱基本性能的连续性、方钢管混凝土压
弯构件滞回性能等 I3 ，但是缺乏对其抗震性能的研
究，反复荷载作用下构件滞回模型也尚有待确定。
本文进行了2根轴压方钢管混凝土柱水平低周反
复荷载试验研究，分析试件在试验过程中出现的现象，
给出位移随反复荷载变化的滞回曲线，对其在水平反
复荷载作用下的承载能力、变形能力、刚度退化、耗能
能力以及结构的破坏机理进行了研究。
1 试验概况
1．1 试件设计
试验的构件为双层、单跨方钢管混凝土组合框架，
各层高均为0．8 m，跨度为1．1 m。为了固定构件，在
柱底设计高为0．35 m 的变截面箱型底座，底座长
2．44 m，试件结构如图1、2所示。
2个方钢管混凝土柱参数相同：柱截面为300 mm
×300 mm，钢管壁厚为12 mm(Q235一B钢)，采用溶