圆钢管再生混凝土轴压短柱承载力试验研究

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1、万方数据第29卷第3期贵州大学学报(自然科学版)Ⅷ．29No．32012年6月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Jun．2012文章编号1000—5269(2012)03—0104—04圆钢管再生混凝土轴压短柱承载力试验研究马静h，王振波2(i．宿迁学院建筑工程系．江苏宿迁223800；2，南京工业大学，江苏南京211800)摘要：参照普通混凝土配合比设计方法，按照再生粗骨料掺入量0、25％、50％、75％和100％制作了长径比为4．0、径厚比为20．75

2、的共五组15个试件，进行轴心受压试验。研究不同再生粗骨料取代率对圆钢管再生混凝土短柱承载能力的影响。结果表明：钢管再生混凝土柱的轴压破坏形态与钢管普通混凝土柱相似，钢管再生混凝土柱的实测弹性极限荷栽比钢管普通混凝土柱低，且随再生粗骨料取代率的增加而降低，和再生粗骨料取代率成反比关系。在掺入量合适的情况下，圆钢管再生混凝土柱应用实际是可行的。关键词：圆钢管再生混凝土短柱；再生粗骨料取代率；轴心受压；破坏形态；极限承载力中图分类号：U445．57文献标识码：B钢管混凝土是利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相

3、互作用，即钢管对其核心混凝土的约束作用，使混凝土处于三轴应力状态之下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性得到改善。同时，借助内填混凝土的支撑作用，增强钢管壁的几何稳定性，可以延缓或避免钢管过早地发生屈曲，从而可以保证其材料性能的充分发挥⋯。圆钢管再生混凝土是将再生混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构。目前，国内外研究者对钢管再生混凝土已有一些研究，文献[2—7]对钢管再生混凝土轴压短柱的破坏形态和极限承载力进行了初步研究。而在实际工程应用中，对钢管混凝土轴压构件进行承载力极限状态设计时，主要以钢管混

4、凝土轴向受压构件的弹性极限荷载作为参考对象。笔者在试验研究钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能的基础上，着重分析钢管再生混凝土短柱在轴向荷载作用下，构件弹性阶段的极限承载力。l试验1．1材料性能及试件设计再生粗骨料来源于宿迁学院建工系结构试验室废弃的混凝土立方体试块经鄂式破碎机破碎而成。水泥为32．5级普通硅酸盐水泥，其表观密度为3100ks／In3；砂为中砂，细度模数为2．6，含水量为6．6％；水为普通自来水；天然粗骨料为天然碎石。试验以再生粗骨料取代率为0％、25％、50％、75％、100％的五组共15根圆

5、钢管再生混凝土柱为研究对象，研究不同再生粗骨料取代率的再生混凝土对圆钢管再生混凝土柱在轴压作用下的承载力的影响，所得数据取每组平均值。试验用钢管为直缝焊接钢管，试件钢管选用16Mn钢。钢管构件的试验尺寸参数为：外径D为166Into，壁厚t为8mm，长度为660mm，长径比L／D为4．0，径厚比D／t为20．75．钢材材料性能试验为单向拉伸试验，主要用来测定钢材的屈服强度必、抗拉强度^、弹性模量西和屈服应变朋，为试验结果分析和理论计算提供相关参数，钢管实测力学指标见表1．在浇筑构件的同时每批再生混凝土各预留

6、3组边长为150lnnl的立方体试块，测得混凝土的立方体抗压强度fcu和弹性模量髓见表2．1．2构件制作钢管的两端均在车床上刨平，并严格控制其长度的一致性和精度。保证试件两端部的平整度和试件的垂直度喁J。试件两端用20nlln厚的正方形钢板焊接封固，端板边长为200inln，采用角焊缝围焊。先在空钢管一端将盖板焊上．另一端等混凝土浇灌之后再焊接pJ。盖板及空钢管的几何中心对中。混凝土搅拌设备为一容量为15L的搅拌机。收稿日期：2012一∞一01基金项目：住房和城乡建设部∞嘴科学技术项目(200B—kl—11

7、)；省教育厅自然科学项目(1lⅪ琰烈)003)；宿迁市科技局项且(11201(1021’作者简介：马静(1979一)．女．江苏泗洪人，硕士，讲师．研究方向：工程管理和混凝土结构。Esmil：mjinS国sqc．edu．∞．·通讯作者：马静，Email：mjirIg@sqe．edu．∞．万方数据第3期马静等：圆钢管再生混凝土轴压短柱承载力试验研究·105·采用二次投料法，先加入粗骨料和砂，搅拌2rain，再加入水泥和水，搅拌5rain．浇灌时钢管竖立，再生混凝土从钢管顶端灌入，用直径5cm振捣棒插入振实。每次

8、填人混凝土的厚度约为30cm，待端部混凝土沉降稳定后，用抹刀仔细抹平。自然养护3d后，上端部混凝土有1—2cm的收缩，用400号水泥砂浆将柱端部抹平，采用角焊缝围焊焊接上端板，上端板中央预先留有直径18mm的排气孔，以保证砂浆与上端板底面接触密实，在轴向荷载作用下，构件端部受力均匀。表1钢管实测力学指标指标数值钢管直径D／mm166钢管壁厚t／mm8屈服强度f,／MPa396．2抗拉强度工／MPa421．6弹性模