高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压力学性能

康澜, 陈宗霖, 林益伟

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.210463

华南理工大学学报(自然科学版) >

2022 , Vol. 50 >Issue 7: 1 - 12

DOI: https://doi.org/10.12141/j.issn.1000-565X.210463

土木建筑工程

高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压力学性能

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^1.华南理工大学土木与交通学院, 广东广州 510640
^2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室, 广东广州 510640

康澜（1980-），女，博士，副教授，主要从事钢结构和组合结构研究。

收稿日期: 2021-07-21

网络出版日期: 2021-11-22

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52178286);广东省现代土木工程技术重点实验室资助项目(2021B1212040003)

收起

Axial Compression Behavior of High-Strength Circular Steel Tube Confined High-Strength Steel Reinforced Concrete Short Columns

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^1.School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China
^2.State Key Laboratory of Subtropical Building Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

康澜（1980-），女，博士，副教授，主要从事钢结构和组合结构研究。

Received date: 2021-07-21

Online published: 2021-11-22

Supported by

National Natural Science Foundation of China(52178286);the Guangdong Provincial Key Laboratory of Modern Civil Engineering Technology(2021B1212040003)

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摘要

本研究对9根圆钢管约束型钢混凝土短柱、1根圆钢管约束混凝土短柱、1根圆钢管型钢混凝土短柱开展了轴压力学性能试验，重点分析了钢管屈服强度、型钢屈服强度、钢管径厚比、混凝土强度等级、钢管内壁处理方式、钢管约束模式等重要参数对钢管约束型钢混凝土短柱的破坏模式，以及对轴压承载力和延性的影响规律。结果表明：高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的破坏模式为整体剪切破坏，高强钢管表面没有发生明显的局部鼓曲，内置高强型钢有效地限制了混凝土斜裂缝的发展。对于圆钢管约束型钢混凝土短柱，采用高强钢管、高强型钢相比采用普强钢管、普强型钢，试验轴压承载力与简单叠加轴压承载力的比值从 1. 37 提升至 1. 49，延性系数从2. 22提高至 3. 25，材料利用更充分，延性更优异，对核心混凝土的约束作用更强。在《钢管约束混凝土结构技术标准》（JGJ/T471—2019）和本文参数分析结果的基础上，不考虑约束混凝土强度最大限值，采用已有的约束混凝土本构模型，提出了高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压承载力修正公式。本研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

关键词： 高强钢管; 高强型钢; 轴压力学性能; 轴压承载力

本文引用格式

康澜, 陈宗霖, 林益伟 . 高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压力学性能[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022 , 50(7) : 1 -12 . DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.210463

Abstract

This paper carried out axial compression tests on nine circular steel tube confined steel reinforced (CSTCSR) concrete short columns, one circular steel tube confined (CSTC) concrete short column and one circular steel tube column filled with steel-reinforced concrete. The main purpose of this research is to study the influences of yield strength of steel tube and shape steel, diameter-thickness ratio of steel tube, concrete strength, inner surface treatment method of high-strength steel tube and restraint mode on the failure mode, strain response, axial compression bearing capacity and ductility of CSTCSR concrete short column. The results show that the failure mode of high-strength circular steel tube confined high-strength steel reinforced (HCSTCHSR) concrete short column is overall shear failure, and there is no obvious local buckling on the surface of high-strength steel tube, and the development of oblique cracks of concrete is effectively restricted by the embedded high-strength shape steel. For CSTCSR concrete short column, the axial compression bearing capacity ratio and ductility coefficient of this column with high-strength steel tube and high-strength shape steel are increased from 1.37 to 1.49 and from 2.22 to 3.25, respectively, compared with those of CSTCSR concrete short column using ordinary-strength steel tube and ordinary-strength shape steel. It is concluded that the HCSTCHSR concrete short column has more excellent axial bearing capacity and ductility, and high-strength steel using in such column can be fully utilized. On the basis of “technical standard for steel tube confined concrete structures” (JGJ/T471—2019) and the results of parametric analysis in this study, a modified formula for axial bearing capacity of HCSTCHSR concrete short column was proposed by using the existing confined concrete’s constitutive model to provide scientific basis and data support for practical engineering application.

Key words： high-strength steel tube; high-strength shape steel; axial compressive performance; axial bearing capacity

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