复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱轴压试验研究

摘要

在方不锈钢管混凝土中配置圆碳素钢管，可以改善方不锈钢管对核心混凝土约束效应低、变形能力差的特点，使复式不锈钢管混凝土（concrete-filled steel tube,CFST）截面具有较高的承载力、变形能力和抗火性能，减少普通钢结构的防腐和防火施工工序；钢管的约束效应也有利于弥补添加再生混凝土块体所带来的不利影响。开展16根复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱的轴压试验，考察了再生块体取代率、约束效应系数和新旧混凝土强度等参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明：复式不锈钢管再生块体混凝土短柱试件的轴压承载力随再生块体取代率的增加而降低，替代率20%时承载力最大降低幅度为6.8%；试件破坏过程及破坏形态与普通复式不锈钢管混凝土短柱相似；内部圆钢管混凝土呈腰鼓型和剪切型破坏两种类型；复式不锈钢管再生块体混凝土短柱具有良好的变形能力和剩余承载力，超过峰值荷载后，荷载–位移曲线经过短暂下降，基本维持水平或略上升，所有试件的剩余承载力达到峰值荷载的63%以上。最后，提出了复式不锈钢管混凝土截面中钢管截面对核心混凝土的约束效应的简化方法，采用4种承载力计算方法进行轴压承载力的计算并对比，结果表明，考虑圆形截面部分的承载力乘以折减系数的假定具有较好的适用性，所得承载力的计算结果与试验结果吻合较好。

关键词

复式不锈钢管混凝土柱 / 不锈钢 / 再生混凝土块体 / 轴压性能

基金资助

国家自然科学基金项目（51208217;51678256）; 泉州市科技支撑计划项目（2017T002）