發(fā)布時(shí)間：2019-07-22 06:22

【摘要】：開展了鋼管混凝土疊合試件落錘沖擊系列試驗(yàn),研究了橫向落錘沖擊荷載下圓形鋼管混凝土疊合試件的破壞模態(tài)、整體變形和局部變形特點(diǎn),將鋼管混凝土疊合試件與鋼管混凝土試件、鋼筋混凝土試件在橫向沖擊荷載下的破壞模態(tài)進(jìn)行對(duì)比。分析了沖擊力、軸力和跨中撓度時(shí)程曲線的特征,研究了沖擊能量、軸力和鋼管厚度等參數(shù)對(duì)圓形鋼管混凝土疊合試件在橫向沖擊荷載作用下力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,管外鋼筋混凝土部件與核心鋼管混凝土部件能夠協(xié)調(diào)互補(bǔ)、共同工作,疊合試件表現(xiàn)出良好的抗沖擊性能。在該試驗(yàn)的參數(shù)范圍內(nèi),隨著沖擊能量的增加,沖擊力峰值、跨中撓度峰值、沖擊持續(xù)時(shí)間增加;預(yù)加軸壓力試件的沖擊力峰值較大、沖擊力平臺(tái)值較小;鋼管厚度較大試件的沖擊力峰值和沖擊力平臺(tái)值較大,跨中撓度峰值較小、沖擊持續(xù)時(shí)間較短。
【圖文】：

·12·土木工程學(xué)報(bào)2016年試驗(yàn)和理論研究，如軸壓［6］、受彎［7］、壓彎［8］、軸拉［9］、抗震［10］和節(jié)點(diǎn)抗震性能［11］等。未見(jiàn)關(guān)于疊合構(gòu)件在沖擊荷載下力學(xué)性能的報(bào)道，因此本文開展了圓形疊合構(gòu)件的橫向落錘沖擊試驗(yàn)，為疊合構(gòu)件抗沖擊設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。1試驗(yàn)研究1．1試件設(shè)計(jì)工程中的疊合構(gòu)件可以有多種形式。本文研究的圓形鋼管混凝土疊合構(gòu)件截面示意圖如圖1所示，內(nèi)部核心鋼管混凝土部件為圓形，其外部鋼筋混凝土部件也為圓形。圖中，D表示疊合構(gòu)件截面外徑，，D0表示內(nèi)鋼管外徑。圖1截面示意圖Fig．1Crosssection試件設(shè)計(jì)考慮試驗(yàn)設(shè)備的加載能力，將實(shí)際工程中的鋼管混凝土疊合柱進(jìn)行縮尺后，確定試件的尺寸。共設(shè)計(jì)了11個(gè)疊合試件。試件的總長(zhǎng)度為1800mm，其中有效長(zhǎng)度為1200mm，如圖2所示。試件兩端各有220mm長(zhǎng)的部位用厚度為2mm的鋼套管套住，以方便支座處的夾具夾持，其中一端超出夾持段160mm，用以施加軸力。試件外徑為140mm，內(nèi)鋼管外徑為75mm，鋼管厚度有兩種，分別為3．66mm和1．76mm�；炷帘Ｗo(hù)層厚度為16mm。試件有效長(zhǎng)度部分的箍筋間距為100mm，端部箍筋間距為50mm。圖2試件立面圖(單位:mm)Fig．2Elevation(unit:mm)鋼管采用Q345級(jí)鋼材，縱筋和箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋，表1給出了鋼材的材性參數(shù)。管外混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40，考慮到鋼管尺寸較小和加工條件限制，核心混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)較低，為C20。管外混凝土和核心混凝土所用石子最大粒徑分別為20mm和10mm，試驗(yàn)時(shí)的立方體抗壓強(qiáng)度分別為47．7N/mm2和23．1N/mm2。表1鋼材材性表Table1Mechanicalpropertiesofsteel鋼材種類鋼管厚度或鋼筋直徑屈服強(qiáng)度f(wàn)y(N/mm2)極限強(qiáng)度f(wàn)u(N/mm

圓形疊合構(gòu)件的橫向落錘沖擊試驗(yàn)，為疊合構(gòu)件抗沖擊設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。1試驗(yàn)研究1．1試件設(shè)計(jì)工程中的疊合構(gòu)件可以有多種形式。本文研究的圓形鋼管混凝土疊合構(gòu)件截面示意圖如圖1所示，內(nèi)部核心鋼管混凝土部件為圓形，其外部鋼筋混凝土部件也為圓形。圖中，D表示疊合構(gòu)件截面外徑，D0表示內(nèi)鋼管外徑。圖1截面示意圖Fig．1Crosssection試件設(shè)計(jì)考慮試驗(yàn)設(shè)備的加載能力，將實(shí)際工程中的鋼管混凝土疊合柱進(jìn)行縮尺后，確定試件的尺寸。共設(shè)計(jì)了11個(gè)疊合試件。試件的總長(zhǎng)度為1800mm，其中有效長(zhǎng)度為1200mm，如圖2所示。試件兩端各有220mm長(zhǎng)的部位用厚度為2mm的鋼套管套住，以方便支座處的夾具夾持，其中一端超出夾持段160mm，用以施加軸力。試件外徑為140mm，內(nèi)鋼管外徑為75mm，鋼管厚度有兩種，分別為3．66mm和1．76mm�；炷帘Ｗo(hù)層厚度為16mm。試件有效長(zhǎng)度部分的箍筋間距為100mm，端部箍筋間距為50mm。圖2試件立面圖(單位:mm)Fig．2Elevation(unit:mm)鋼管采用Q345級(jí)鋼材，縱筋和箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋，表1給出了鋼材的材性參數(shù)。管外混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40，考慮到鋼管尺寸較小和加工條件限制，核心混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)較低，為C20。管外混凝土和核心混凝土所用石子最大粒徑分別為20mm和10mm，試驗(yàn)時(shí)的立方體抗壓強(qiáng)度分別為47．7N/mm2和23．1N/mm2。表1鋼材材性表Table1Mechanicalpropertiesofsteel鋼材種類鋼管厚度或鋼筋直徑屈服強(qiáng)度f(wàn)y(N/mm2)極限強(qiáng)度f(wàn)u(N/mm2)彈性模量Es(N/mm2)鋼管3．663573972．01×105鋼管1．763334341．97×105縱筋8．082582802．10×105箍筋6．582853091．91×105注:鋼管厚度和鋼筋直徑的單位為mm。表2給出了試件編號(hào)和試
【作者單位】： 清華大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51378290)
【分類號(hào)】：TU398.9

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10 鐘善桐;;鋼管混凝土在我國(guó)高層建筑中的應(yīng)用[A];中國(guó)鋼協(xié)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)第六次年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];1997年

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本文編號(hào)：2517427