高强箍筋约束混凝土轴压力学性能尺寸效应试验研究

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发布时间：2021-09-14

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高强箍筋约束混凝土轴压力学性能尺寸效应试验研究
李振宝。杨修广，宋佳。杜修力
(北京工业大学工程抗震与结构诊治jE京市重点实验室，北京100124)
摘要：为了研究约束混凝土轴压力学性能的尺寸效应，进行了7个高强箍筋约束普通混凝土试件的轴心受压试验。试验变量
主要包括试件尺寸和箍筋形式。试验结果表明：①试件尺寸增大对约束混凝土强度有负面影响；②复合箍筋可明显提高试件延性；且
其约束优势主要体现在试件承载力下降段；③随着试件尺寸增大、箍筋形式复杂，高强箍筋屈服时试件全截面应力与峰值应力的
比值越大。
关键词：高强钢筋；箍筋形式；约束混凝土；尺寸效应
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)08—0001—04
Experiment study on the size efect of axial compressive mechanical performance of
concrete confined by high-strength stirrups
LIZhenbao，YANG Xiuguang，SONGJia，DUXiufi
(BeijingKeyLabofEarthquakeEngineeringand StructuralRetrofit，BeijingUniversityofTechnology，Beijing 100124，China)
Abstract： In order to study the effect size of mechanical properties of confined concre~ under axial compressive loading，axial com—
pression experiments ofseven concrete columns confined by high—strength stirrups ofthree groups were carried out．The main test variables
were specimen size，stirrups configuration．The test result showed that： ①the enlargement of specimens decreased reinforced concrete
strength；②composi~stirrups could improve the ductility ofcolumns and the cons~aint advantages were mainly embodied at the bearing
capacity descending stage；@as the specimen size increased，the stirrup configurations became complex，the ratio ofthe whole section stress
when the high-strength stirrups yield t0 the peak stress increased．
Keywords： high—strength steelbar；stirrup configuration；confined concrete；size effect
0 引言
与普通钢筋相比，高强钢筋具有减少钢筋用量、提高结
构延性等优点。1984年，戴自强等人呶寸18根配有高强纵筋
箍筋的混凝土柱进行了试验，1988年Yong等[2]对24根
方形截面柱进行了试验研究，混凝土强度范围在83．6～
93．5 MPa之间，纵筋屈服强度为424 MPa，箍筋屈服强度
为500 MPa。2012年史庆轩等人翻进行了31根高强螺旋箍
筋约束高强混凝土方形截面柱的轴心受压试验。以上研究
结果表明，高强箍筋与高强混凝土可以很好地协同工作，且
高强箍筋可改善高强混凝土脆性。其他研究者也得到类似
结果。如2012年王文静等f41进行了大尺寸高强箍筋约束混
凝土柱轴心受压性能研究，发现高强箍筋可以显著提高混
凝土延性，但对峰值应力提高不大。
尺寸效应是指材料强度随试件几何尺寸变化的现象。
Nevillets、Malhotratq、Lessardt~等人进行了素混凝土抗压强
度尺寸效应试验研究，结果显示，小尺寸试件具有明显高
的强度。2010年符佳[IIJ为了研究大尺寸钢筋混凝土试件的
收稿日期：2013--o2-28
基金项目：国家自然科学基金重点项目(50838001)
尺寸效应，进行了3组混凝土柱进行了试验。试验表明，构
件截面尺寸在200~600 mm范围内，钢筋混凝土轴心受压
柱承载力存在明显的尺寸效应。2012年宋佳[12_n对20个钢
筋混凝土圆柱进行了轴压试验，试件按照相似原理设计，
考虑了试件几何尺寸、体积配箍率及保护层的有无。试验
表明峰值应力随试件尺寸增大而下降。
从上文看出，高强箍筋更多应用于高强混凝土约束；
混凝土尺寸效应研究集中于素混凝土尺寸效应研究，钢筋
约束混凝土尺寸效应研究较少。本研究对3组不同尺寸高
强箍筋约束普通强度混凝土试件进行轴压试验，以研究其
力学性能及尺寸效应。
1 试验概况
1．1 试件设计
本研究以试件尺寸和箍筋形式为变量，以体积配箍率
相等原则设计了3组试件，相关参数见表1；箍筋形式分
F、S、J三种(见图1 o试件编号分别为F2、S4、J6，其中字母
表示箍筋形式，数字2、4、6分别代表截面边长267、400、