不锈钢筋混凝土柱受力性能试验研究

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不锈钢筋具有强度高、耐腐蚀等特性,不锈钢筋的应用对于整个混凝土结构耐久性的提高具有重要的作用,研究不锈钢筋混凝土构件的受力性能对不锈钢筋混凝土结构的设计与计算具有重要的指导意义。本文针对2304不锈钢筋,对不锈钢筋混凝土短柱进行了单向偏心受压试验,分析了不锈钢筋混凝土偏心受压柱的破坏机理,研究了偏心距及配筋率对不锈钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的影响,探讨了不锈钢本构模型的适用性以及平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算方法。本文主要成果如下:(1)对比了不锈钢筋混凝土偏心受压柱和普通钢筋混凝土偏心受压柱的受力性能。结果表明,不锈钢筋混凝土偏心受压柱的受力破坏形态及裂缝开展形式与普通钢筋混凝土偏心受压柱基本一致;不锈钢筋混凝土偏心受压柱在破坏前相比于普通钢筋混凝土偏心受压柱有较为明显的挠曲变形;对于不锈钢筋混凝土偏心受压柱承载力计算,平截面假定依然适用。(2)研究了不锈钢筋混凝土偏心受压柱的侧向挠度、纵筋应变随偏心荷载的变化规律。结果表明,不锈钢筋混凝土偏心受压柱的侧向挠曲线形状、荷载中挠度曲线、荷载筋应变曲线与普通碳素钢筋混凝土偏心受压柱规律一致,但在相同偏心荷载下,不锈钢筋混凝土偏心受压柱的侧向挠度、钢筋应变明显大于普通钢筋混凝土偏心受压柱。(3)研究了加载偏心距对不锈钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的影响。结果表明,不锈钢筋混凝土柱在小偏心受压情况下,受压、受拉钢筋的荷载变曲线发展规律分别与大偏心受压试件受拉、受压钢筋的荷载变曲线规律基本一致。(4)研究了纵筋配筋率对不锈钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的影响。结果表明,纵筋配筋率对不锈钢筋混凝土小偏心受压柱的侧向挠度、裂缝发展以及钢筋应变无明显影响。(5)根据试验结果,对不锈钢本构模型的适用性进行了探讨。结果表明,双斜线本构模型在2304不锈钢筋混凝土偏心受压试件的计算中具有良好的适用性,且具有一定的安全储备。(6)基于现行《混凝土结构设计规范》,计算分析了不锈钢筋混凝土偏心受压柱的平均裂缝间距以及最大裂缝宽度。结果表明,该规范中平均裂缝间距计算公式能较好的适用于不锈钢筋混凝土偏心受压试件;建议将最大裂缝宽度计算公式中构件受力特征系数αcr乘以扩大系数1.3(即取αcr=2.7)。
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