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高强混凝土具有承载力高、耐久性好的特点,已广泛应用于高层建筑、大跨桥梁等结构。然而,相对于普通强度混凝土,高强混凝土的延性较差,应用于钢筋混凝土柱中必须采用较高的体积配箍率;而过高的体积配箍率在工程应用中非常困难。将高强混凝土置于钢管中形成钢管高强混凝土构件是一个比较有效的办法。钢管高强混凝土具有良好的延性和耗能能力,适合用于抗震区的框架柱中。然而,钢管混凝土中的钢管处于双向应力状态,降低了钢管对核心混凝土的约束作用。当钢管的宽厚比较大时,钢管将发生局部屈曲现象,这将显著降低构件的延性。如果钢管不承担纵向荷载,只是对核心混凝土提供约束作用,将显著提高核心混凝土的抗压强度和延性,这就是钢管约束混凝土。 在钢管约束混凝土构件中,钢管只产生横向拉应力,因此避免了局部屈曲现象,提高了钢管对核心混凝土的约束作用,充分利用了材料的强度。由于受到有效的横向约束作用,核心混凝土的强度和延性增加;同时钢管能够有效避免混凝土柱的保护层脱落和纵筋失稳,从而提高了钢筋混凝土构件的承载力和延性。 本文共进行了四个方钢管约束钢筋混凝土柱和一个方形钢筋混凝土柱对比试件的滞回性能试验研究,试验的主要参数为轴压比和混凝土强度。试件的钢管宽厚比为77,轴压比取0.33、0.6和0.8三种,混凝土强度取C30和C60两种。试验研究结果如下: 1.由于外包钢管对核心混凝土的约束作用,相对于钢筋混凝土柱,方钢管约束钢筋混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得到了显著提高; 2.本次试验所采用方钢管宽厚比,能够比较有效的约束普通强度混凝土或高强混凝土,提高钢筋混凝土柱的承载力和延性; 3.随轴压比的提高,钢管对核心混凝土的约束应力增加;钢管约束钢筋混凝土构件的抗弯承载力和耗能能力提高,延性下降; 4.随混凝土强度的提高,钢管约束钢筋混凝土构件的抗弯承载力和耗能能力提高,延性下降。 本文利用纤维模型方法计算了方钢管约束钢筋混凝土的荷载-位移滞回曲线,计算结果与试验结果吻合较好。