单调轴压下高强箍筋约束混凝土柱尺寸效应研究

1、单调轴压下高强箍筋约束混凝土柱的单调轴压下高强箍筋约束混凝土柱的尺寸效应研究尺寸效应研究v选题的意义选题的意义v国内外研究的现状国内外研究的现状v研究目标研究目标v研究方案研究方案v进度计划进度计划 主要内容选题的意义选题的意义选题的意义选题的意义提高混凝土的延提高混凝土的延性性避免绑扎钢筋成避免绑扎钢筋成堆堆提高大尺寸钢筋混提高大尺寸钢筋混凝土构件设计的合凝土构件设计的合理性理性 主要内容主要内容v选题的意义选题的意义v国内外研究的现状国内外研究的现状v研究目标研究目标v研究方案研究方案v进度计划进度计划 研究现状研究现状约束混凝土研究现状约束混凝土研究现状约束混凝土的研究内容约束混凝土的研

2、究内容除了研究箍筋配箍率、间距、屈服强度及试件尺寸对构件的影响，还除了研究箍筋配箍率、间距、屈服强度及试件尺寸对构件的影响，还重点研究了箍筋形式、含箍特征值的影响。且提出了较多约束混凝土模型，重点研究了箍筋形式、含箍特征值的影响。且提出了较多约束混凝土模型，大多数模型重点研究下降段延性。大多数模型重点研究下降段延性。通过阅读文献可以发现通过阅读文献可以发现 (1)箍筋的约束作用取决于两个方面，一是有效约束混凝土面积相对箍筋的约束作用取决于两个方面，一是有效约束混凝土面积相对于构件截面尺寸的大小，二是作用于有效约束混凝土面积上的箍筋约束力于构件截面尺寸的大小，二是作用于有效约束混凝土面积上的箍筋

3、约束力相对于混凝土强度的大小。相对于混凝土强度的大小。 v (2) 在箍筋所在层面上在箍筋所在层面上,有效约束混凝土面积有效约束混凝土面积取决于箍筋和纵筋的布置形式取决于箍筋和纵筋的布置形式;在两层箍筋的中间在两层箍筋的中间,有效约束混凝土面积取决于箍筋布置形式与箍筋间有效约束混凝土面积取决于箍筋布置形式与箍筋间距。距。v （3）箍筋布置形式和箍筋间距相同时，体积配）箍筋布置形式和箍筋间距相同时，体积配箍率越大，屈服强度越高，箍筋的约束作用越明显，箍率越大，屈服强度越高，箍筋的约束作用越明显，约束混凝土的强度和延性越好。约束混凝土的强度和延性越好。v （4）当混凝土侧向膨胀时，箍筋和纵筋共同组

4、）当混凝土侧向膨胀时，箍筋和纵筋共同组成的钢筋笼稳定与否是约束混凝土延性好坏的关键。成的钢筋笼稳定与否是约束混凝土延性好坏的关键。试验研究试验研究西安建筑科技大学试验西安建筑科技大学试验箍筋箍筋 486486、1143Mpa1143Mpa截面尺寸：截面尺寸： 200200200200600mm600mm 日本日本:1988-1993:1988-1993新钢筋混新钢筋混凝土项目凝土项目研究范围研究范围: : 30120Mpa 30120Mpa的高强度的高强度、高质量混凝土高质量混凝土 4001200Mpa 4001200Mpa的高强度的高强度、高质量钢筋高质量钢筋对于柱子对于柱子圆形柱圆形柱 3

5、05305750mm750mm方形柱方形柱 335335335335750mm750mm配有高强箍筋配有高强箍筋的柱子存在尺的柱子存在尺寸效应吗？寸效应吗？日本研究状况日本研究状况: 带箍筋的超、高强混凝土柱单带箍筋的超、高强混凝土柱单调轴压试验调轴压试验,Takenaka Corporation,1992.NoImage 2626个构件，考虑的主要变量个构件，考虑的主要变量 配箍形式配箍形式:4:4种种 混凝土，混凝土， =59MPa=59MPa、118MPa118MPa 箍筋屈服强度：箍筋屈服强度：784MPa 784MPa 、 1372MPa1372MPa 配箍率配箍率:1.62%3.9

6、2%:1.62%3.92% 构件尺寸构件尺寸: : 225225225225716 mm716 mm cf配有高强箍筋配有高强箍筋的柱子存在尺的柱子存在尺寸效应吗？寸效应吗？尺寸效应研究现状尺寸效应研究现状 以前的研究表明：混凝以前的研究表明：混凝土构件随着尺寸的增大，强土构件随着尺寸的增大，强度有下降的趋势度有下降的趋势GB/T50081-2002NoImage05.120,15,cucuff95.010,15,cucuff大连理工大学大连理工大学 一般边长为一般边长为450mm立方体试件的抗压强度是立方体试件的抗压强度是边长为边长为150mm立方体试立方体试件强度的件强度的75%。抗压尺寸

7、效应v1 20041 2004年土耳其的年土耳其的SiddikSiddik对轴心受压的钢筋混凝对轴心受压的钢筋混凝土柱进行了尺寸效应的研究，共设计了土柱进行了尺寸效应的研究，共设计了3 3组正方形组正方形截面的试验模型，截面尺寸分别为截面的试验模型，截面尺寸分别为50mm50mm50mm50mm、100mm100mm100mm 100mm 、 200mm 200mm200mm200mm。试验研究表明：。试验研究表明：大尺寸柱存在较大的缺陷随着构件尺寸的增加，极大尺寸柱存在较大的缺陷随着构件尺寸的增加，极限压应力降低。限压应力降低。 2 2008 2 2008年日本进行年日本进行1800mm18

8、00mm和和450mm450mm钢筋混凝土柱的钢筋混凝土柱的振动台破坏试验，确认其是否存在尺寸效应，但是振动台破坏试验，确认其是否存在尺寸效应，但是其详细数据尚未公开。其详细数据尚未公开。抗压尺寸效应抗压尺寸效应v 3 20103 2010年杜修力。年杜修力。试件截面为正方形，试件截面为正方形，截面尺寸依次为截面尺寸依次为200mm200mm、400mm400mm、600mm600mm，试件，试件高宽比为高宽比为4.54.5。 钢筋钢筋为为HRB335HRB335和和HPB235HPB235。v 试验结果表明：试试验结果表明：试件峰值强度、峰值应件峰值强度、峰值应变、峰值后延性以及变、峰值后延

9、性以及破坏特征都存在较为破坏特征都存在较为明显的尺寸效应。明显的尺寸效应。 主要内容 选题的意义选题的意义 国内外研究的现状国内外研究的现状 研究目标研究目标 研究方案研究方案 进度计划进度计划v研究目标研究目标 大尺寸高强箍筋约束混凝土大尺寸高强箍筋约束混凝土的尺寸效应的尺寸效应 在试验基础上，对比各在试验基础上，对比各尺寸试件的破坏特征、极限尺寸试件的破坏特征、极限承载力、应力应变曲线承载力、应力应变曲线研究目标v现状问题高强箍筋约束混凝土 缺少不同尺寸构件强度之间、延性之间的关系 尺寸效应研究： 缺少大尺寸构件的数据 缺少配高强箍筋的构件的数据 主要内容v选题的意义选题的意义v国内外研究的现状国内外研究的现状v研究目标研究目标v研究方案研究方案v进度计划进度计划研究方案 参考已有文献资料，研究高强箍筋约束下大参考已有文献资料，研究高强箍筋约束下大尺寸混凝土柱的约束机理，并推测强度和延尺寸混凝土柱的约束机理，并推测强度和延性的尺寸效应。性的尺寸效应。理 论 分 析 应用应用ABAQUSABAQUS软件模拟试验结果，验证理论分软件模拟试验结果，验证理论分析正确与否并预测试