【摘 要】
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型钢活性粉末混凝土结构融合了普通型钢混凝土结构和活性粉末混凝土材料的优良力学性能,进一步提高了承载力、刚度、延性、抗火和抗震性能。该结构形式已经得到了较为广泛的应用,特别是在超高层和超大跨度的建筑结构中。型钢活性粉末混凝土结构得到国内外专家的关注和认可,成为近年来研究的热点,因此本文共设计了6根型钢活性粉末混凝土柱,考虑配箍率(0.12%、0.16%、0.25%、0.49%)和配钢率(4.14%、
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:型钢活性粉末混凝土组合柱耐火性能研究(No.51878397);
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型钢活性粉末混凝土结构融合了普通型钢混凝土结构和活性粉末混凝土材料的优良力学性能,进一步提高了承载力、刚度、延性、抗火和抗震性能。该结构形式已经得到了较为广泛的应用,特别是在超高层和超大跨度的建筑结构中。型钢活性粉末混凝土结构得到国内外专家的关注和认可,成为近年来研究的热点,因此本文共设计了6根型钢活性粉末混凝土柱,考虑配箍率(0.12%、0.16%、0.25%、0.49%)和配钢率(4.14%、4.89%、5.73%)因素的影响,进行柱轴压静载试验,观察柱裂缝分布和发展以及最终试验破坏现象,分析极限承载力、极限位移、荷载位移曲线和荷载应变曲线的变化规律,得到的试验结果如下:(1)由型钢活性粉末混凝土柱的试验破坏现象可以看出,随着配箍率的增加,破坏时活性粉末混凝土的压溃剥落程度减弱,且表面的裂缝宽度减小,说明活性粉末混凝土受到的约束效果显著增强。随着配钢率的增加,表面的裂缝数量在减少,但裂缝宽度在增加,强度破坏的特征也更加明显。(2)根据不同配箍率下型钢活性粉末混凝土轴压柱的极限荷载、极限位移和荷载位移曲线分析得出,随着配箍率的增加试件的极限承载力有所增加,增加幅度为4.22%~8.33%,极限位移有所增加,增加幅度为9.02%~19.60%,刚度变化不大。(3)根据不同配钢率下型钢活性粉末混凝土轴压柱的极限荷载、极限位移和荷载位移曲线分析得出,随着配钢率的增加试件的极限承载力得到较大提高,提高幅度为4.18%~8.45%,极限位移有所增加,增加幅度为5.30%~11.75%,刚度有一定程度的提高。(4)结合试验结果和理论分析提出了型钢活性粉末混凝土轴压柱的承载力计算公式。(5)基于合适的材料单元和本构模型,利用有限元软件对型钢活性粉末混凝土轴压柱进行分析,将得到的有限元结果与试验结果进行对比分析,验证了模型的有效性,为今后型钢活性粉末混凝土柱应用于实际工程中提供参考依据。
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