竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压性能研究

王威; 甄国凯; 权超超; 李昱; 陈乐乐; 蔡恒立

doi:10.15961/j.jsuese.202100425

工程科学与技术 ›› 2022, Vol. 54 ›› Issue (04) : 29 -38. DOI: 10.15961/j.jsuese.202100425

竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压性能研究

王威, 甄国凯, 权超超, 李昱, 陈乐乐, 蔡恒立

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摘要

为了克服平腹钢板面外刚度较低，容易屈曲且与混凝土黏结较弱的特点，将梯形波纹钢板引入PEC柱中，形成梯形波纹腹板PEC柱截面形式。为研究其轴压承载性能，设计并完成5根不同长细比和不同横向系杆间距的竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压试验，得到PEC柱试件在轴压作用下的破坏形态、荷载–位移关系曲线、荷载–应变关系曲线等。结果表明：所有柱的破坏失效模式具有相似性，都表现为翼缘鼓曲和混凝土压碎失效；由横向系杆、翼缘、波纹腹板组成的约束形式能够较好地约束混凝土，提高混凝土抗压强度，增强构件延性，提高变形能力；随着长细比增加，试件的初始刚度、峰值承载力均有所降低，但峰值后变形能力增强，延性较好；随着横向系杆间距的减小，试件的初始刚度、峰值荷载和延性系数均增大，试件具有更优越的轴心抗压性能。将有限元模拟结果与试验结果进行对比，在验证模型有效性的基础上，参考相关规范，结合试验结果和有限元拓展分析结果，利用叠加原理拟合得到竖向梯形波纹腹板PEC柱在轴心受压状态下的承载力计算公式。公式计算结果可靠度较高，且具有一定的安全储备，可为实际施工设计提供参考建议。