不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱轴压受力性能研究

作     者：郑永乾 何多艺 MBANDA Erneste ZHENG Yongqian;HE Duoyi;MBANDA Erneste

作者机构：福建理工大学福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福建福州350118 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      面：175-188页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080602[工学-钢铁冶金] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51678151) 福建省科技厅高校产学合作项目(2021Y4018) 福建省财政厅科技计划(GY-Z21005) 

主　　题：钢筋再生混凝土短柱 不锈钢管约束 轴压性能 有限元分析 承载力 轴压刚度 

摘      要：为研究不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱受压力学性能,进行了6个圆形和6个方形截面轴压短柱的试验研究,主要研究参数为不锈钢管厚度(1.4、1.9 mm)、再生砖骨料掺量(0%、50%、100%)和柱类型(不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱、不锈钢管钢筋再生混凝土短柱和钢筋再生混凝土短柱),获得了破坏形态、荷载-应变关系、极限荷载、刚度和延性等性能。结果表明:不锈钢管的约束作用提高了短柱的承载力和延性,承载力随再生砖骨料掺量增加而减小,再生砖骨料掺量100%时圆形和方形截面短柱承载力比无掺入情况分别下降23.6%和39.5%;再生砖骨料掺量越大,短柱的轴压刚度越小,不锈钢管壁厚从1.4 mm变化到1.9 mm对轴压刚度影响不大;再生砖骨料高掺量情况或增加不锈钢管厚度可显著提高短柱延性。同时,修正了现有圆形截面的约束混凝土本构模型,建立了不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱的有限元模型进行轴压性能分析,有限元计算结果和试验结果吻合良好。对114个不同参数下短柱模型进行计算,提出了圆形和方形截面不锈钢管约束再生混凝土短柱轴压承载力和刚度设计方法。