复合螺旋箍筋约束的钢筋混凝土柱偏压力学性能研究

作     者：刘明建 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘广义

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：复合螺旋箍筋 偏心受压 承载力 延性 

摘      要：螺旋箍筋约束后的混凝土柱承载能力提升明显,且具有良好的耗能性能和抗震性能,而工程中传统箍筋形式的绑扎也耗费了大量人力物力。而工程中矩形柱的应用较为广泛,且绝大多数为偏心受压作用,而目前的研究尚在轴心受压构件中开展较多,故本文提出了螺旋箍筋约束方柱的偏压性能研究课题。本文进行了6组圆形复合螺旋箍筋、1组菱形普通复合箍筋和1组井字箍普通复合箍筋的偏压试验。研究了圆形复合螺旋箍筋配箍模式对偏压构件承载力和延性的影响,分析了受压过程中的混凝土、纵向钢筋、螺旋箍筋、普通箍筋的应变变化过程;研究了复合螺旋箍筋柱偏压性能随配筋间距、偏心距、配箍形式的变化。介绍了ABAQUS对螺旋箍筋约束柱的分离式建模和分析过程,与试验进行了更加细化的对比分析,以应力云图的形式对其受压过程进行了更详细的阐述。试验及有限元模拟都表现出以下趋势:1.偏心距控制圆形螺旋箍筋约束柱的破坏模式,随着偏心距增加,构件由小偏压破坏发展为拉压筋屈服,混凝土压碎的大偏压破坏,延性增强,荷载-位移曲线可见承载力减低而荷载-位移曲线趋于平缓;2.箍筋配置间距变密可以有效提高构件的承载能力和变形能力,配箍间距变密带来了约束的极大增强,在上升段提升刚度和下降段达到屈服;3.圆形螺旋箍筋的配箍形式与传统配箍形式进行对比,在相同配箍率的情况下约束作用更加明显,荷载-位移曲线弹性段刚度大,获得了较高的承载力,弹塑性发展阶段约束作用更强。最后应用叠加法提出了圆形螺旋箍筋约束方柱的偏心受压承载力计算公式,得到了较好的计算效果。