圆不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压性能研究

作     者：唐红元 曾跃佳 刘烨 

作者机构：西华大学结构工程研究所 四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52208496) 

主　　题：承载力 轴压试验 超高性能混凝土 不锈钢管 预测模型 

摘      要：本文对6根超高性能混凝土填充不锈钢管(UHPC-filled circular stainless steel tubular， UFCSST)短柱、3根普通混凝土填充不锈钢管(Concrete-filled stainless steel tubular columns， CFSST)短柱，以及3根不锈钢管进行轴压试验，试件参数包括不锈钢管壁厚和核心混凝土强度等级。观察了试件的受力破坏过程及形态，获取了荷载位移曲线，通过试件受力过程的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、混凝土贡献率和强度提高系数对UFCSST轴压力学性能进行了分析。结果表明，UFCSST短柱失效模型与套箍系数相关，当套箍系数大于1.03时，核心混凝土由剪切型破坏向横向膨胀转变。荷载-位移曲线在峰值荷载后的变化趋势依据套箍系数大小可分为三类：一是存在下降段，后再缓慢回升至峰值荷载；二是平稳发展；三是缓慢上升。不锈钢管厚度一定时，UHPC等级对承载力影响较小，最大能提升承载力14.8%。由于UHPC强度高且内部含有钢纤维减缓UHPC内部裂缝和变形的发展，导致UHPC的混凝土贡献率比普通混凝土贡献率高81.6%，而由于UHPC自收缩性和混凝土多轴力学特性，UHPC的强度提高系数比普通混凝土低46.4%。国外部分规范计算结果较试验结果偏于保荷载守，最大偏差可达22.4%，而国内CECS 28: 2012的计算结果较试验承载力高出10.4%。最后，基于统一强度理论提出了UFCSST承载力理论计算模型。