混凝土强度对混凝土柱延性的影响研究

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1、蒋连接等：混凝土强度对混凝土柱延性的影响研究l3混凝土强度对混凝土柱延性的影响研究蒋连接，陈建超，郎龚f1．宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁223800；2．南京工程高等职业学校建筑工程系，南京211100)【摘要】通过对高强混凝土柱和普通混凝土柱进行反复加载试验，分析混凝土强度等级对钢筋混凝土柱延性的影响规律。结果表明：随着混凝土强度的提高，混凝土构件破坏时脆性特征增强，延性降低。【关键词】高强混凝土；破坏形态；延性【中图分类号】TU528．0【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)07-0013—03高强混凝土抗压强度高，在结构中的使用能显著减小护层取20r

2、am，平卧浇筑。主筋采用直径16mm的HRB335钢筋混凝土柱的截面尺寸，减轻结构自重，节约钢筋用量，级钢筋，屈服强度为354．26N／ram，对称布置，箍筋为@增大建筑使用面积，有良好的经济效益和社会效益。高强100。试件形状及截面配筋同高强混凝土柱。混凝土还因徐变小、弹性模量高，可以减小柱的压缩变形和1．2试件分组增加结构刚度。因此高强混凝土已经广泛应用于高层建筑本试验主要考虑下列因素：混凝土强度等级、轴压比、的下部柱中。但是，随着混凝土强度的提高，构件呈现愈益加载方式。试件具体分组见表1。严重的脆性破坏特征，这与地震区框架柱要具有良好的变表1钢筋混凝土柱试验分组形能力相

3、矛盾，引起了人们对其用于抗震设防区结构的担心，也给构件的抗震设计带来了问题J。为保证地震区高强混凝土柱具有良好的抗震性能，在破坏以前有足够的变形能力，以吸收地震作用产生的能量，必须保证其具有良好的延性。本文通过对3根高强混凝土柱在单调荷载、反复荷载作用下的加载试验，将其试验结果与普通混凝土柱做比较，分析混凝土强度对钢筋混凝土柱延性的影响规律。1试验研究1．1试件设计1．3试验加载装置及量测内容高强混凝土柱：该组试件为中国矿业大学结构实验室本试验在中国矿业大学结构试验室进行。将试件平放原有的高强混凝土柱，试件截面尺寸为b·h=150ram×在试验台座上，十字端头部位垂直于试验台

4、以方便加载，试160ram，长度为1500ram，试件中部留有端头，其尺寸为件一端为固定铰支座，另一端为滚动支座，两支座间长度为150ramx160ram，用于施加水平反复荷载。利用回弹法测定1300ramo混凝土强度等级为C50，主筋采用直径16ram的HRB335级试验中采用力一位移混合控制加载制度：先依据设计钢筋，实测钢筋屈服强度为359．27N／mm2，对称布置；箍筋轴压比确定并施加轴向力，待轴向力稳定后再施加反复荷为@100。试件形状及配筋详见图1。载。试件屈服前采用力控制并分级加载，每级荷载为20kN，接近开裂和屈服前宜减小级差加载，每级荷载反复一次；试试件屈服后

5、采用试件中部的位移控制，位移应取屈服时试件的最大位移值，并以该位移的倍数为级差进行分级加载，每级循环一次，直至试件破坏。试验中的测量内容有轴向荷载、反复荷载、试件端部和中部位移值。2试验结果分析2．1破坏形态的比较轴压比为0．3的试件GZ一1、GZ一2、Z一1破坏前受拉(丑)试件形状和尺寸截面配筋图区钢筋先屈服，裂缝沿试件高度不断地延伸、加宽，最后受压区混凝土被压碎，均表现为延性较好的弯曲破坏，见图2，图1试件外形和配筋图混凝土强度的影响不明显；随着轴压比提高，试件的脆性增普通混凝土柱：混凝土强度等级按C25设计，混凝土保强，破坏形态随之改变，但试件z一3仍具有一定的延性，不

6、[基金项目]宿迁学院科研基金项目资助(201lky23)14低温建筑技术2011年第7期(总第157期)过试件GZ一3，由于较大的轴压力延迟了裂缝的出现和开件承载力开始急剧降低时的荷载所对应的位移值作为极限展，裂缝分布也比较稀疏；临近破坏时，试件的弯曲裂缝、弯位移。各试件的位移延性系数的计算结果如表2所示。剪裂缝开展宽度并不大，但剪切斜裂缝突然沿对角线贯通，2．3延性与混凝土强度的关系纵筋鼓出，混凝土保护层剥落，试件达到极限抗剪强度，瞬图4为不同轴压比时各试件的位移延性系数。间破坏，同时伴随着巨大的响声，承载力急剧下降，呈现出显著的脆性性质。在实际工程中，试件GZ一3的脆性破

7、坏形态要避免，可以通过增加配箍率、改变箍筋形式等约束核籁心混凝土，增强混凝土的强度和变形能力，防止纵筋压屈，掣l髻l从而起到增强构件的变形能力、改善其延性的目的。轴压比一图3高强与普通混凝土构件的延性比较试件Gz—l试件Z一1从图3可以看出，在轴压比相同或相近的条件下，随着混凝土强度等级的提高，试件的位移延性系数降低，延性逐渐下降。混凝土强度对延性的影响主要体现在混凝土的极限变形能力方面：(I)随着混凝土强度的提高，混凝土材料内部的孔隙一圈■变得细小、均匀，孔隙体积缩小。这些变化在材料力学性能试件Z一2