高强钢管约束自应力混凝土短柱轴压性能试验

摘要

为了提高工程结构的跨径和抗力水平，本文进行了高强钢管约束自应力混凝土（high-strength steel tube confined self-stress concrete, HSTCSC）短柱的增强机理与受力性能研究，开展了7根大尺寸HSTCSC短柱和1根对比柱的轴压性能试验，试验中所有试件的套箍系数均大于3；讨论自应力混凝土强度、截面类型和截面空心率等因素对HSTCSC短柱的轴压性能影响规律。结果表明：1）自应力混凝土短柱具有明显的脆性劈裂或剪切破坏特征，而HSTCSC短柱具有较好的变形能力和较高的承载力，发生腰鼓型屈曲破坏。2）自应力混凝土在圆形截面高强钢管约束条件下养护比在无约束条件下养护具有更高的弹性模量和强度，自应力混凝土微膨胀作用和高强钢管环向约束的双重作用显著提高了HSTCSC短柱的轴压受力性能。3）自应力混凝土强度和截面空心率的增加均能提高HSTCSC短柱的受力性能，但自应力混凝土强度的增加对HSTCSC短柱受力性能的提升幅度有限，双层圆形截面HSTCSC短柱强化段具有更高的刚度，明显优于单层圆形截面HSTCSC短柱的受力性能。4）圆形截面高强钢管对自应力混凝土的约束能力优于方形截面高强钢管，自应力混凝土强度的增加对方形截面HSTCSC短柱轴压性能的影响不明显，且空心率的增加会显著降低双层方形截面HSTCSC短柱的变形性能。

关键词

高强钢管 / 自应力混凝土 / 荷载–变形曲线 / 破坏形态 / 承载力

基金资助

国家自然科学基金项目（51738011; 51978166）; 江苏省博士后基金项目（2018K087B）