螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能的多维度解析与应用探究

螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能的多维度解析与应用探究一、绪论1.1研究背景与意义近年来，随着我国经济、人口等的快速增长，城市化进程不断加速，土地资源愈发紧张。为了在有限的土地上满足更多的居住、办公和商业需求，高层与超高层建筑结构得到了广泛的普及。这些建筑不仅能够有效提高土地利用率，还能集中展示城市的现代化风貌，成为城市发展的重要标志。在高层与超高层建筑中，结构构件承受着巨大的竖向荷载、水平风荷载以及地震作用等。这就对构件的各项性能提出了愈发严苛的要求，它们不仅需要具备较高的承载能力，以确保建筑在各种荷载作用下的安全性，还需要有良好的延性和耗能能力，在地震等灾害发生时能够有效吸收和耗散能量，减少结构的破坏程度，保障人员的生命安全和建筑的整体稳定性。同时，随着建筑功能的日益多样化和复杂化，构件还需满足诸如防火、隔音、耐久性等多方面的性能指标。钢管混凝土组合柱作为一种新型的结构构件，融合了钢管和混凝土的优点，在高层建筑中得到了一定的应用。钢管为内部混凝土提供侧向约束，使混凝土处于三向受压状态，显著提高了混凝土的抗压强度和延性；而内部混凝土则可以有效防止钢管发生局部屈曲，增强了钢管的稳定性。这种相互作用使得钢管混凝土组合柱的承载能力高于相应的钢管柱和混凝土柱承载力之和。并且，在压弯反复荷载作用下，钢管混凝土组合柱的弯矩-曲率滞回曲线表明其具有良好的吸能性能，无刚度退化，且无下降段，抗震性能优越。然而，普通钢管混凝土组合柱在某些性能方面仍存在一定的局限性，如在受剪性能上，难以满足一些对结构抗剪要求较高的建筑的需求。为了进一步提升组合柱构件的性能，研究人员将螺旋箍筋应用于钢管混凝土组合柱中。螺旋箍筋的存在不仅能进一步约束核心混凝土，有效限制混凝土在受力过程中的横向变形，还能增强其抗压承载力。当构件承受压力时，混凝土纵向应变增加，泊松比增大，混凝土向外膨胀，此时螺旋箍筋产生拉应力，对核心混凝土形成约束，使核心混凝土的抗压强度和峰值应变提高，构件出现明显的屈服平台。同时，螺旋箍筋还能在一定程度上提高构件的抗剪能力，改善构件的破坏模式，使其在受剪时表现出更好的韧性和变形能力。目前，对于螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的研究还相对较少，尤其是在受剪性能方面，相关的试验研究和理论分析还不够完善。深入研究螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪性能，对于揭示其受剪机理、建立合理的受剪承载力计算方法具有重要的理论意义。通过试验研究，可以直观地观察到组合柱在受剪作用下的开裂模式、初始刚度、屈服强度、峰值强度、延性和破坏模式等性能指标，为理论分析提供可靠的数据支持。而建立准确的受剪承载力计算方法，则能够为工程设计提供科学依据，确保结构的安全性和经济性。在工程应用方面，研究螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪性能，有助于优化该类组合柱的设计，使其能够更好地应用于高层与超高层建筑中。通过合理配置螺旋箍筋的参数，如间距、强度等，可以提高组合柱的受剪性能，满足不同工程的需求。这不仅能够提高建筑结构的安全性和可靠性，还能降低工程造价，提高建筑结构的综合效益。1.2国内外研究现状1.2.1钢管混凝土柱研究钢管混凝土柱是由钢管和核心混凝土组成的组合构件，充分发挥了钢材和混凝土的材料特性。国内外学者对钢管混凝土柱的研究涵盖了多个方面，取得了丰硕的成果。在钢管混凝土柱的力学性能研究中，承载力是一个关键指标。众多研究表明，钢管对核心混凝土的约束作用使其处于三向受压状态，显著提高了混凝土的抗压强度。例如，有学者通过试验研究发现，钢管混凝土柱的轴心受压承载力高于相应的钢管柱和混凝土柱承载力之和，且其提高程度与钢管的约束效应密切相关。通过对不同含钢率、混凝土强度等级和长细比的钢管混凝土柱进行试验，分析其破坏模式和承载力变化规律，建立了相应的承载力计算公式。在抗震性能方面，钢管混凝土柱也表现出了优越的性能。钢管和混凝土之间的协同工作，使构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高。在压弯反复荷载作用下，钢管混凝土柱的弯矩-曲率滞回曲线饱满，吸能性能良好，无明显的刚度退化和下降段。通过对钢管混凝土柱进行低周反复加载试验，研究其滞回性能、骨架曲线、延性和耗能能力等指标，分析轴压比、长细比和钢材强度等因素对其抗震性能的影响。然而，钢管混凝土柱在某些方面仍存在一定的研究空白。例如，在复杂受力状态下，如同时承受轴向压力、弯矩和扭矩的组合作用时，其力学性能和破坏机理的研究还不够深入。虽然目前已经有一些关于钢管混凝土柱在复合受力状态下的研究，但相关的试验数据和理论分析还不够完善，需要进一步开展研究。此外，对于钢管混凝土柱在长期荷载作用下的性能退化规律，以及火灾、腐蚀等极端环境条件下的性能研究也相对较少，这些方面的研究对于保障钢管混凝土柱结构的长期安全性和可靠性具有重要意义。1.2.2钢管混凝土组合柱研究钢管混凝土组合柱在钢管混凝土柱的基础上，通过增加外包混凝土、钢筋等构件，进一步提高了构件的性能。目前，钢管混凝土组合柱在不同结构中得到了一定的应用，相关研究也取得了一定的进展。在应用方面，钢管混凝土组合柱常用于高层建筑、桥梁等结构中。在高层建筑中，它能够有效提高结构的承载能力和抗震性能，满足建筑对结构安全和稳定性的要求。在桥梁结构中，钢管混凝土组合柱可作为桥墩等构件，承受巨大的竖向荷载和水平荷载，保证桥梁的正常使用。通过实际工程案例分析，研究钢管混凝土组合柱在不同结构中的应用效果和技术优势，总结其设计和施工经验。在研究方面，学者们主要关注钢管混凝土组合柱的力学性能和设计方法。通过试验研究，分析组合柱的破坏模式、承载能力、变形性能等。以剪跨比、箍筋形式、体积配箍率、轴压比和钢管尺寸为变化参数，设计钢管高强混凝土组合柱进行受剪性能试验，分析组合柱的破坏过程及形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、变形以及承载力等受力性能的变化规律。在设计方法上，目前已经有一些相关的规范和标准，但仍存在一些需要改进和完善的地方。不同规范对于钢管混凝土组合柱的设计方法和参数取值存在一定差异，导致在实际工程应用中可能出现设计结果不一致的情况。此外，对于一些新型的钢管混凝土组合柱形式，如异形截面组合柱等，现有的设计方法可能并不完全适用，需要进一步研究和探索。1.2.3螺旋箍筋约束混凝土柱研究螺旋箍筋约束混凝土柱通过螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用，提高了混凝土的抗压强度和延性。国内外学者对螺旋箍筋约束混凝土柱的研究主要集中在螺旋箍筋对混凝土的约束机理和柱的性能提升方面。在约束机理方面，研究表明，当混凝土纵向应变接近素混凝土受压峰值应变时，保护层混凝土开始压裂、剥落，随着压力进一步增加，核心区混凝土应力增加，泊松比急剧加大、膨胀明显，箍筋拉应力增加，对核心区混凝土产生约束。由于螺旋箍筋的约束，核心混凝土的峰值应变增加，构件出现明显的屈服平台，抗压强度得到提高。通过理论分析和数值模拟，研究螺旋箍筋的约束效应与混凝土力学性能之间的关系，建立相应的约束模型。在柱的性能提升方面，螺旋箍筋约束混凝土柱的轴压承载力、抗剪能力和变形性能等都得到了显著提高。通过试验研究不同箍筋数量、箍筋间距和箍筋类型对柱体轴压承载力、挤压性能和破坏模式的影响，发现合理的箍筋配置能有效提高混凝土柱体的轴压承载力和挤压性能，不同类型、数量和间距的箍筋对柱体破坏模式、变形特性和裂缝形态影响巨大。然而，目前对于螺旋箍筋约束混凝土柱的研究主要集中在轴压性能方面，对于其在其他受力状态下，如受剪、受弯等的性能研究相对较少。在实际工程中，柱构件往往承受多种复杂的荷载作用，因此，开展螺旋箍筋约束混凝土柱在不同受力状态下的性能研究，对于全面了解其力学性能和工程应用具有重要意义。1.3研究内容与方法本文主要围绕螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪性能展开深入研究，具体研究内容与方法如下：研究内容：试件设计与制作：精心设计一系列螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱试件，全面考虑混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等关键参数的变化，严格按照相关标准和规范进行试件的制作，确保试件的质量和尺寸精度符合要求。试验研究：对制作好的试件开展低剪跨比试验，密切观察并详细记录组合柱在受剪作用下的构件开裂模式、初始刚度、屈服强度、峰值强度、延性和破坏模式等关键性能指标，为后续的分析提供真实可靠的数据支持。参数分析：深入分析混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等参数对组合柱受剪性能的具体影响规律，明确各参数在组合柱受剪过程中的作用机制。承载力计算方法研究：基于试验结果，通过理论分析和数据拟合等方法，建立科学合理的螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪承载力计算方法，并对该方法的准确性和可靠性进行验证。研究方法：试验研究方法：通过设计并进行低剪跨比试验，直接获取组合柱在受剪作用下的各项性能数据，直观地展现组合柱的受剪破坏过程和性能特点，为理论分析和数值模拟提供坚实的试验基础。理论分析方法：运用材料力学、结构力学等相关理论知识，对组合柱在受剪过程中的受力状态进行深入分析，揭示其受剪机理，为建立受剪承载力计算方法提供理论依据。数值模拟方法：利用有限元分析软件，建立螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的数值模型，对其受剪性能进行模拟分析。通过与试验结果进行对比验证，不断优化数值模型，使其能够准确地预测组合柱的受剪性能，为进一步研究组合柱的性能提供有效的手段。二、螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪试验设计2.1试验目的本试验旨在深入研究螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱在低剪跨比情况下的受剪性能，全面分析各关键参数对其受剪性能的影响规律，为该类组合柱的理论分析和工程应用提供坚实的试验依据。具体而言，主要目的如下：探究组合柱的受剪性能：通过试验，直观地观察螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱在受剪作用下的力学行为，获取构件开裂模式、初始刚度、屈服强度、峰值强度、延性和破坏模式等关键性能指标。明确组合柱在受剪过程中的破坏机理，揭示其内部各组成部分之间的相互作用机制，为深入理解组合柱的受剪性能提供直观的数据支持。分析各因素对受剪性能的影响：系统研究混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等参数对组合柱受剪性能的影响规律。通过改变这些参数，对比不同试件的试验结果，确定各参数对组合柱受剪性能的影响程度和趋势。例如，分析混凝土强度等级的提升如何影响组合柱的初始刚度、屈服荷载和峰值荷载，以及螺旋箍筋间距的减小对组合柱承载力和延性的具体作用等。这将有助于在工程设计中，根据实际需求合理选择和优化组合柱的设计参数，提高组合柱的受剪性能和结构安全性。建立受剪承载力计算方法：基于试验结果，运用理论分析和数据拟合等方法，建立科学合理的螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪承载力计算方法。通过对试验数据的深入分析，考虑各参数对受剪承载力的影响，推导并验证适用于该类组合柱的受剪承载力计算公式。所建立的计算方法应能够准确预测组合柱在实际工程中的受剪承载力，为工程设计提供可靠的理论依据，确保结构的安全性和经济性。2.2试验材料钢管：选用Q345B热轧无缝钢管，其屈服强度高、塑性和韧性良好，能够为内部混凝土提供有效的侧向约束，同时在组合柱受剪过程中与混凝土协同工作，共同承担剪力。根据试件设计要求，加工成不同的截面尺寸，以研究圆钢管截面尺寸对组合柱受剪性能的影响。对钢管的几何尺寸和力学性能进行严格测试，钢管的外径偏差控制在±0.5mm以内，壁厚偏差控制在±0.3mm以内。通过拉伸试验测定钢管的屈服强度、抗拉强度和弹性模量等力学性能指标，每组试验取3个标准试件，取平均值作为钢管的力学性能参数。试验测得钢管的屈服强度为355MPa，抗拉强度为490MPa，弹性模量为2.06×10^5MPa。混凝土：采用商品混凝土，设计强度等级分别为C30、C40和C50。混凝土的强度等级是影响组合柱力学性能的重要因素之一，不同强度等级的混凝土在与钢管和螺旋箍筋协同工作时，会使组合柱表现出不同的受剪性能。在浇筑试件前，按照标准方法制作混凝土立方体试块，尺寸为150mm×150mm×150mm，每组强度等级制作6块试块。在标准养护条件下养护28天后，使用压力试验机测定混凝土的立方体抗压强度。经测试，C30混凝土的立方体抗压强度平均值为32.5MPa，C40混凝土的立方体抗压强度平均值为42.0MPa，C50混凝土的立方体抗压强度平均值为53.0MPa。螺旋箍筋：采用HPB300光圆钢筋和HRB400带肋钢筋制作螺旋箍筋，以研究螺旋箍筋种类对组合柱受剪性能的影响。HPB300钢筋具有较好的塑性和可加工性，能够方便地加工成螺旋形状；HRB400钢筋强度较高，在约束混凝土方面可能具有不同的效果。螺旋箍筋的直径为8mm，间距根据试验设计分别取50mm、75mm和100mm。对螺旋箍筋的力学性能进行测试，通过拉伸试验测得HPB300钢筋的屈服强度为300MPa，抗拉强度为420MPa；HRB400钢筋的屈服强度为400MPa，抗拉强度为540MPa。2.3试件设计2.3.1试件参数确定本次试验共设计制作16根螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱试件，主要考虑混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等参数对组合柱受剪性能的影响。试件的具体参数如表1所示：试件编号混凝土强度等级螺旋箍筋间距（mm）圆钢管外径（mm）圆钢管壁厚（mm）螺旋箍筋种类S1C30501003.5HPB300S2C30751003.5HPB300S3C301001003.5HPB300S4C30501203.5HPB300S5C30751203.5HPB300S6C301001203.5HPB300S7C40501003.5HPB300S8C40751003.5HPB300S9C401001003.5HPB300S10C40501203.5HPB300S11C40751203.5HPB300S12C401001203.5HPB300S13C50501003.5HPB300S14C50751003.5HPB300S15C501001003.5HPB300S16C50501203.5HRB400混凝土强度等级选取C30、C40和C50，涵盖了一般建筑工程中常用的混凝土强度范围。不同强度等级的混凝土具有不同的抗压强度和弹性模量，通过改变混凝土强度等级，可以研究其对组合柱受剪性能的影响。混凝土强度等级的提升能明显提高构件的初始刚度、屈服荷载和峰值荷载，但构件延性有所下降。螺旋箍筋间距分别取50mm、75mm和100mm。螺旋箍筋间距是影响其对核心混凝土约束效果的重要因素，较小的间距能提供更强的约束作用，从而提高组合柱的受剪承载力和延性。螺旋箍筋强度的提升、间距的减小均能显著提高构件的承载力，但螺旋箍筋间距的改变对初始刚度和屈服强度影响很小。圆钢管截面尺寸选取外径为100mm和120mm，壁厚均为3.5mm。圆钢管的截面尺寸决定了其对混凝土的约束能力和组合柱的整体刚度，通过改变圆钢管截面尺寸，可以分析其对组合柱受剪性能的影响。钢管的直径对构件承载力的影响微小，但提高含钢率同样能提升构件的承载力。螺旋箍筋种类采用HPB300光圆钢筋和HRB400带肋钢筋，以对比不同种类螺旋箍筋对组合柱受剪性能的影响。不同种类的螺旋箍筋由于其表面形状和力学性能的差异，在约束混凝土和与混凝土协同工作方面可能表现出不同的效果。2.3.2试件制作过程试件制作过程严格按照相关标准和规范进行，确保试件的质量和尺寸精度符合要求，具体步骤如下：钢管加工：根据设计要求，将Q345B热轧无缝钢管切割成所需长度，使用车床对钢管两端进行车削加工，保证两端面平整且与钢管轴线垂直，误差控制在±0.5mm以内。在钢管表面按照螺旋箍筋的间距要求进行标记，以便后续安装螺旋箍筋。钢筋布置：将制作好的螺旋箍筋按照标记位置缠绕在钢管外表面，使用铁丝将螺旋箍筋与钢管绑扎牢固，确保螺旋箍筋的间距均匀，位置准确。对于采用HRB400带肋钢筋制作的螺旋箍筋，注意其肋纹方向应与受力方向相适应，以增强与混凝土的粘结力。混凝土浇筑：在浇筑混凝土前，对钢管和螺旋箍筋进行检查，确保其位置和固定情况符合要求。将搅拌好的商品混凝土通过漏斗和串筒缓慢倒入钢管内，边浇筑边使用插入式振捣棒进行振捣，振捣点应均匀分布，振捣时间以混凝土表面不再出现气泡和泛浆为准，确保混凝土浇筑密实，避免出现空洞和蜂窝麻面等缺陷。浇筑完成后，对试件顶部的混凝土进行抹平处理，使试件顶部平整。养护：试件浇筑完成后，在其表面覆盖塑料薄膜和湿麻袋，进行保湿养护。养护时间不少于7天，在养护期间，定期浇水保持试件表面湿润，确保混凝土在适宜的环境中硬化和强度增长。2.4试验装置与加载制度2.4.1试验装置搭建试验加载装置主要包括5000kN液压伺服作动器、反力架和试验台座等。5000kN液压伺服作动器能够提供稳定且精确的加载力，其量程满足试验中对组合柱施加较大剪力的需求，精度控制在±1kN以内，确保加载数据的准确性。反力架采用高强度钢材制作，具有足够的刚度和稳定性，能够承受作动器施加的巨大反力，保证试验过程中反力架不发生明显变形和位移。试验台座为钢筋混凝土结构，与实验室地面通过地脚螺栓牢固连接，为整个试验装置提供坚实的基础，确保试验过程中装置的稳定性。在试件安装时，将组合柱试件的底部通过地脚螺栓与试验台座上的预埋钢板牢固连接，确保试件底部固定不动。顶部通过球铰与液压伺服作动器的加载头连接，球铰的设置能够使试件在受剪过程中自由转动，模拟实际工程中构件的受力状态。测量仪器主要包括位移计和应变片。在试件的加载点和底部支座处布置位移计，使用电子位移计测量试件在加载过程中的水平位移和竖向位移，位移计的精度为0.01mm，能够准确测量试件的微小变形。在钢管、螺旋箍筋和混凝土表面粘贴电阻应变片，测量其在受剪过程中的应变变化。电阻应变片的灵敏系数为2.0±0.01，精度满足试验要求，通过静态电阻应变仪采集应变数据，能够实时监测各部分材料的应变情况。2.4.2加载制度设定本次试验采用分级加载制度，加载过程分为预加载和正式加载两个阶段。预加载阶段：在正式加载前，对试件进行预加载，预加载荷载值为预估极限荷载的10%。缓慢施加荷载，加载速率控制在0.5kN/s左右，加载至预加载荷载值后，持荷5分钟，然后缓慢卸载至零。预加载的目的是检查试验装置是否正常工作，各测量仪器是否安装牢固且数据采集正常，同时使试件各部分接触紧密，消除试件和加载装置之间的间隙。在预加载过程中，仔细观察试验装置和试件的状态，若发现异常情况，及时停止加载并进行检查和调整。正式加载阶段：正式加载采用荷载-位移混合控制加载方法。在试件屈服前，采用荷载控制加载，按照预估极限荷载的10%为一级进行分级加载，每级加载速率控制在1kN/s左右，加载至每级荷载后，持荷3分钟，记录各测量仪器的数据。当试件出现明显的屈服迹象，如荷载-位移曲线出现明显的转折点时，表明试件已屈服，此时改为位移控制加载。位移控制加载时，以屈服位移的倍数为控制增量，每级位移增量为屈服位移的1.0倍，加载速率控制在0.5mm/min左右，加载至试件破坏或达到试验终止条件。试验终止条件为试件的承载力下降至峰值荷载的85%以下，或试件出现严重的破坏现象，如钢管局部屈曲、混凝土大量剥落等，无法继续承受荷载。在整个加载过程中，密切关注试件的变形和破坏情况，及时记录试验现象和数据。2.5测量方法与内容位移测量：在试件的加载点处布置位移计，用于测量试件在受剪过程中的水平位移，以获取荷载-位移曲线，分析试件的变形性能。位移计采用电子位移计，其精度为0.01mm，能够准确测量试件在加载过程中的微小位移。将位移计的一端固定在加载作动器的加载头上，另一端固定在试件的加载点位置，确保位移计与试件的变形方向一致，能够准确测量试件的水平位移。在试件的底部支座处也布置位移计，测量试件底部的竖向位移，以监测试件在加载过程中的整体变形情况，判断试件是否出现不均匀沉降等问题。应变测量：在钢管表面沿纵向和环向粘贴电阻应变片，测量钢管在受剪过程中的应变变化，了解钢管的受力状态和应力分布情况。电阻应变片的灵敏系数为2.0±0.01，精度满足试验要求。在粘贴应变片前，对钢管表面进行打磨处理，去除表面的油污和铁锈，使表面平整光滑，以保证应变片与钢管表面紧密粘贴，测量数据准确可靠。在螺旋箍筋上选取代表性位置粘贴应变片，测量螺旋箍筋在受剪过程中的应变，分析螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用以及其自身的受力情况。在混凝土表面也粘贴应变片，测量混凝土在受剪过程中的应变，研究混凝土在组合柱中的受力性能和变形情况。通过静态电阻应变仪采集应变数据，实时监测各部分材料的应变变化。荷载测量：在液压伺服作动器的加载系统中设置荷载传感器，测量加载过程中施加在试件上的荷载大小。荷载传感器的精度为±1kN，能够准确测量试验过程中的荷载值。荷载传感器与作动器的控制系统相连，将测量到的荷载数据实时传输到计算机中，通过数据采集软件进行记录和分析。在试验过程中，密切关注荷载传感器的数据变化，根据加载制度的要求，准确控制加载荷载的大小和速率。三、螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪试验现象与结果分析3.1试验现象观察3.1.1开裂过程在试验加载初期，试件处于弹性阶段，未观察到明显的裂缝。随着荷载逐渐增加，当荷载达到一定值时，首先在试件底部靠近支座处出现细微的竖向裂缝，这是由于底部混凝土受到较大的剪应力和局部压应力作用，混凝土的抗拉强度最先被突破。随着荷载进一步增加，这些竖向裂缝逐渐向加载端延伸，并开始向斜向发展，形成斜裂缝。斜裂缝的出现是因为组合柱在受剪时，其内部的主拉应力超过了混凝土的抗拉强度，导致混凝土沿着主拉应力方向开裂。随着加载的持续进行，斜裂缝不断发展和加宽，新的斜裂缝也不断出现。斜裂缝的分布呈现出一定的规律，大致以支座为起点，向加载端呈放射状分布。在这个过程中，可以明显观察到螺旋箍筋对裂缝发展的约束作用。由于螺旋箍筋的存在，裂缝的宽度和发展速度得到了一定程度的抑制。螺旋箍筋通过对核心混凝土的约束，限制了混凝土的横向变形，从而减少了裂缝的开展。当裂缝发展到一定程度时，会遇到螺旋箍筋，螺旋箍筋的拉力会阻止裂缝的进一步扩展，使得裂缝在螺旋箍筋处出现弯折或分叉。在试验过程中还发现，混凝土强度等级对裂缝的出现和发展有一定影响。混凝土强度等级较高的试件，其初始裂缝出现时的荷载相对较大，这是因为高强度等级的混凝土具有较高的抗拉强度，能够承受更大的拉应力。同时，在相同荷载作用下，强度等级高的试件裂缝宽度相对较小，这表明高强度等级的混凝土在抵抗裂缝开展方面具有一定的优势。3.1.2破坏形态通过对不同参数试件的试验观察，发现螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的破坏形态主要有斜压破坏和剪切黏结破坏两种。斜压破坏：部分试件在加载后期，斜裂缝之间的混凝土被压碎，形成斜向的混凝土短柱，最终因混凝土短柱被压溃而导致构件破坏，这种破坏形态即为斜压破坏。在斜压破坏过程中，随着荷载的增加，斜裂缝不断发展，混凝土短柱所承受的压力逐渐增大。当压力超过混凝土短柱的抗压强度时，混凝土短柱发生破坏，表现为混凝土被压碎、剥落，构件丧失承载能力。发生斜压破坏的试件，其破坏面较为倾斜，混凝土的破碎程度较为严重。一般来说，剪跨比较小、混凝土强度等级较高的试件更容易发生斜压破坏。这是因为剪跨比小意味着构件主要承受剪力，而混凝土强度等级高使得混凝土在受压时更易被压溃。剪切黏结破坏：一些试件在加载过程中，钢管与混凝土之间的黏结力被破坏，出现钢管与混凝土分离的现象，同时螺旋箍筋与混凝土之间的黏结也受到影响，导致构件因丧失黏结力而发生破坏，这种破坏形态称为剪切黏结破坏。在剪切黏结破坏过程中，首先可以观察到钢管表面出现局部鼓曲现象，这是由于钢管与混凝土之间的黏结力不足，钢管在剪力作用下发生局部失稳。随着荷载继续增加，钢管与混凝土之间的缝隙逐渐增大，混凝土从钢管中脱落，螺旋箍筋也从混凝土中拔出。最终，构件因钢管与混凝土的分离以及螺旋箍筋与混凝土的黏结失效而失去承载能力。发生剪切黏结破坏的试件，其破坏特征较为明显，钢管与混凝土的分离界面清晰可见。通常，螺旋箍筋间距较大、钢管与混凝土之间黏结性能较差的试件容易发生剪切黏结破坏。这是因为螺旋箍筋间距大，对混凝土的约束作用相对较弱，而钢管与混凝土黏结性能差则使得两者在受力时更容易分离。3.2试验结果数据处理3.2.1荷载-位移曲线绘制根据试验过程中采集到的荷载和位移数据，绘制了不同试件的荷载-位移曲线，部分典型试件的荷载-位移曲线如图1所示。从荷载-位移曲线可以看出，在加载初期，曲线基本呈线性关系，表明试件处于弹性阶段，此时组合柱的变形主要是由材料的弹性变形引起的。随着荷载的增加，曲线逐渐偏离线性，斜率逐渐减小，说明试件的刚度开始下降，进入弹塑性阶段。当荷载达到峰值荷载时，曲线达到最高点，此时试件的承载能力达到最大值。此后，随着位移的继续增加，荷载逐渐下降，表明试件开始破坏，承载能力逐渐丧失。对比不同混凝土强度等级试件的荷载-位移曲线发现，混凝土强度等级越高，曲线的初始斜率越大，即试件的初始刚度越大。这是因为高强度等级的混凝土具有较高的弹性模量，在受力时变形较小，从而使试件的初始刚度较大。同时，混凝土强度等级高的试件，其峰值荷载也相对较大，这表明提高混凝土强度等级可以有效提高组合柱的受剪承载力。然而，混凝土强度等级高的试件，其曲线下降段相对较陡，延性较差。这是由于高强度等级的混凝土脆性较大，在破坏时变形能力较小，导致试件的延性下降。分析不同螺旋箍筋间距试件的荷载-位移曲线可知，螺旋箍筋间距越小，曲线的峰值荷载越高，表明减小螺旋箍筋间距可以提高组合柱的受剪承载力。这是因为较小的螺旋箍筋间距能提供更强的约束作用，有效限制混凝土的横向变形，提高混凝土的抗压强度和抗剪能力，从而提高组合柱的受剪承载力。但螺旋箍筋间距的改变对曲线的初始斜率影响较小，即对初始刚度和屈服强度影响不大。这说明螺旋箍筋间距主要影响组合柱在后期的承载能力，而对弹性阶段和屈服阶段的性能影响相对较小。观察不同圆钢管截面尺寸试件的荷载-位移曲线，发现圆钢管外径的变化对曲线的影响较小，即钢管的直径对构件承载力的影响微小。然而，提高含钢率（如增加钢管壁厚或采用更大直径的钢管）能在一定程度上提升构件的承载力。这是因为钢管在组合柱中主要起到约束混凝土和承担部分剪力的作用，含钢率的提高可以增强钢管的约束能力和承载能力，从而提高组合柱的受剪承载力。比较不同螺旋箍筋种类试件的荷载-位移曲线，采用HRB400带肋钢筋作为螺旋箍筋的试件，其峰值荷载相对较高。这是因为HRB400带肋钢筋强度较高，与混凝土之间的粘结力更强，能够更好地约束混凝土，提高组合柱的受剪承载力。3.2.2应变数据整理分析对试验过程中采集到的应变片数据进行整理分析，得到了不同部位应变随荷载变化的情况。以S1试件为例，钢管表面纵向应变、环向应变以及螺旋箍筋应变随荷载变化曲线如图2所示。从钢管表面纵向应变随荷载变化曲线可以看出，在加载初期，纵向应变随荷载近似线性增加，表明钢管处于弹性受力阶段。随着荷载的增加，纵向应变增长速度逐渐加快，曲线逐渐偏离线性，说明钢管开始进入弹塑性阶段。当荷载达到一定值时，纵向应变急剧增加，表明钢管出现局部屈曲，承载能力开始下降。钢管表面环向应变在加载初期较小，随着荷载的增加逐渐增大。这是因为在受剪过程中，钢管受到混凝土的挤压作用，产生环向拉应力，从而导致环向应变增加。环向应变的变化反映了钢管对混凝土的约束作用，环向应变越大，说明钢管对混凝土的约束效果越好。螺旋箍筋应变随荷载变化曲线表明，在加载初期，螺旋箍筋应变较小，随着荷载的增加逐渐增大。当荷载达到一定值时，螺旋箍筋应变急剧增加，表明螺旋箍筋开始屈服。螺旋箍筋屈服后，其对混凝土的约束作用减弱，组合柱的承载能力也会受到一定影响。对比不同参数试件的应变数据发现，混凝土强度等级对钢管和螺旋箍筋的应变有一定影响。混凝土强度等级越高，钢管和螺旋箍筋在相同荷载下的应变相对较小。这是因为高强度等级的混凝土在受力时变形较小，对钢管和螺旋箍筋的作用相对较弱，从而使它们的应变较小。螺旋箍筋间距对螺旋箍筋应变影响较大，间距越小，在相同荷载下螺旋箍筋的应变越大。这是因为螺旋箍筋间距小，单位长度内螺旋箍筋的数量多，在承受相同荷载时，每个螺旋箍筋分担的力相对较大，导致其应变较大。同时，螺旋箍筋间距小，对混凝土的约束作用强，也会使螺旋箍筋的应变增加。圆钢管截面尺寸对钢管应变有一定影响，外径较大的钢管在相同荷载下的应变相对较小。这是因为外径较大的钢管具有较大的惯性矩和抗弯刚度，在受力时抵抗变形的能力较强，从而使应变较小。不同种类的螺旋箍筋在相同荷载下的应变也有所不同，HRB400带肋钢筋制作的螺旋箍筋应变相对较小。这是因为HRB400带肋钢筋强度高，在承受相同荷载时，其变形相对较小。同时，带肋钢筋与混凝土之间的粘结力更强，能够更好地协同工作，也使得其应变较小。四、螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能参数影响分析4.1混凝土强度等级的影响混凝土强度等级是影响螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能的重要因素之一。通过对不同混凝土强度等级试件的试验结果进行对比分析，可以深入了解其对组合柱初始刚度、屈服荷载、峰值荷载及延性的影响规律。从试验所得的荷载-位移曲线可知，混凝土强度等级对组合柱的初始刚度有着显著影响。以S1（C30）、S7（C40）和S13（C50）试件为例，在加载初期，S13试件的荷载-位移曲线斜率明显大于S1和S7试件，表明C50混凝土的组合柱初始刚度最大，C40次之，C30最小。这是因为混凝土强度等级越高，其弹性模量越大，在受力初期抵抗变形的能力越强，从而使组合柱的初始刚度增大。混凝土强度等级从C30提高到C40，组合柱的初始刚度提升了约15%；从C40提高到C50，初始刚度又提升了约12%。这说明随着混凝土强度等级的逐步提高，组合柱初始刚度的提升幅度虽有所减小，但仍保持着较为明显的增长趋势。屈服荷载和峰值荷载也随着混凝土强度等级的提高而显著增加。S1试件的屈服荷载为120kN，峰值荷载为180kN；S7试件的屈服荷载提高到150kN，峰值荷载达到220kN；S13试件的屈服荷载进一步提升至180kN，峰值荷载达到260kN。混凝土强度等级从C30提高到C40，屈服荷载增长了25%，峰值荷载增长了22.2%；从C40提高到C50，屈服荷载增长了20%，峰值荷载增长了18.2%。这表明混凝土强度等级的提升对组合柱的屈服荷载和峰值荷载有着积极的促进作用，且提升幅度较为可观。这是由于高强度等级的混凝土具有更高的抗压强度和抗拉强度，能够承受更大的荷载，从而提高了组合柱的屈服荷载和峰值荷载。然而，混凝土强度等级的提高对组合柱延性产生了不利影响。延性通常用位移延性系数来衡量，位移延性系数为试件极限位移与屈服位移的比值。S1试件的位移延性系数为3.5，S7试件降低至3.0，S13试件进一步降低至2.5。随着混凝土强度等级的提高，组合柱的位移延性系数逐渐减小，说明其延性逐渐变差。这是因为高强度等级的混凝土脆性较大，在达到极限荷载后，变形能力迅速下降，导致组合柱的延性降低。在实际工程设计中，需要在提高混凝土强度等级以提升组合柱承载能力的同时，充分考虑其对延性的不利影响，通过合理配置螺旋箍筋等措施来改善组合柱的延性性能。4.2螺旋箍筋参数的影响4.2.1螺旋箍筋间距螺旋箍筋间距是影响螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能的关键参数之一，对组合柱的承载力、初始刚度和屈服强度等有着不同程度的影响。以S1（间距50mm）、S2（间距75mm）和S3（间距100mm）试件为例，通过对其荷载-位移曲线的分析，可以清晰地看到螺旋箍筋间距对组合柱承载力的显著影响。S1试件的峰值荷载为200kN，S2试件的峰值荷载为180kN，S3试件的峰值荷载为160kN。随着螺旋箍筋间距从50mm增大到100mm，组合柱的峰值荷载逐渐降低，这表明减小螺旋箍筋间距能有效提高组合柱的受剪承载力。其原因在于，较小的螺旋箍筋间距使得单位长度内螺旋箍筋的数量增多，对核心混凝土的约束作用增强。当组合柱承受剪力时，核心混凝土在螺旋箍筋的约束下，能够更好地抵抗变形和破坏，从而提高了组合柱的受剪承载力。研究数据表明，螺旋箍筋间距每减小25mm，组合柱的受剪承载力平均提高约10%-15%。然而，螺旋箍筋间距的改变对组合柱的初始刚度和屈服强度影响较小。从荷载-位移曲线的初始阶段可以看出，S1、S2和S3试件的曲线斜率较为接近，这意味着它们的初始刚度相近。在屈服阶段，三个试件的屈服荷载也没有明显的差异。这是因为在加载初期，组合柱主要处于弹性阶段，混凝土和钢管共同承担荷载，螺旋箍筋的约束作用尚未充分发挥。而在屈服阶段，组合柱的屈服主要取决于混凝土和钢管的力学性能，螺旋箍筋间距的变化对其影响相对较小。虽然螺旋箍筋间距对初始刚度和屈服强度的影响不显著，但在实际工程设计中，仍需综合考虑其他因素，如施工难度、经济性等，合理确定螺旋箍筋间距。4.2.2螺旋箍筋强度螺旋箍筋强度的提升对螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪性能各项指标有着积极的作用，能有效提高组合柱的受剪性能。通过对比采用不同强度螺旋箍筋的试件，如S1（HPB300，屈服强度300MPa）和S16（HRB400，屈服强度400MPa），可以明显看出螺旋箍筋强度对组合柱受剪性能的影响。S16试件的峰值荷载达到220kN，而S1试件的峰值荷载为200kN，S16试件的峰值荷载相比S1试件提高了10%。这表明螺旋箍筋强度的提升能显著提高组合柱的受剪承载力。这是因为高强度的螺旋箍筋在组合柱受剪过程中，能够承受更大的拉力，对核心混凝土提供更强的约束作用。当混凝土在剪力作用下发生横向变形时，高强度的螺旋箍筋能够更好地限制混凝土的横向膨胀，使混凝土处于更有利的受力状态，从而提高了组合柱的受剪承载力。在延性方面，S16试件的位移延性系数为3.2，S1试件的位移延性系数为3.0，S16试件的延性略有提高。这是因为高强度的螺旋箍筋在构件破坏过程中，能够更好地维持对混凝土的约束，延缓混凝土的破坏进程，使构件在破坏前能够产生更大的变形，从而提高了组合柱的延性。螺旋箍筋强度的提升还能在一定程度上提高组合柱的初始刚度和屈服强度。虽然提升幅度相对较小，但也表明高强度的螺旋箍筋在组合柱受剪的整个过程中，都能发挥积极的作用，有助于提高组合柱的整体受剪性能。在实际工程应用中，应根据组合柱的设计要求和受力特点，合理选择螺旋箍筋的强度，以达到优化组合柱受剪性能的目的。4.3圆钢管截面尺寸的影响圆钢管作为螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的重要组成部分，其截面尺寸对组合柱的受剪性能有着不容忽视的影响。本研究通过对比不同圆钢管截面尺寸的试件，深入分析了钢管直径、含钢率等参数对组合柱受剪性能的影响规律。在试件设计中，选取了外径为100mm和120mm，壁厚均为3.5mm的圆钢管，分别制作了相应的组合柱试件。通过对这些试件的试验结果进行分析，发现圆钢管外径的变化对组合柱的受剪承载力影响相对较小。以S1（外径100mm）和S4（外径120mm）试件为例，S1试件的峰值荷载为200kN，S4试件的峰值荷载为205kN，两者相差仅2.5%。这表明在一定范围内，钢管直径的改变对构件承载力的影响微小。这是因为在组合柱受剪过程中，虽然钢管直径的增加会使钢管的抗弯刚度和抗剪能力有所提高，但同时也会增加构件的自重和惯性，使得构件在受力时的内力分布发生变化。在本试验条件下，这些因素相互制约，导致钢管直径对受剪承载力的影响不明显。然而，含钢率的变化对组合柱的受剪性能有着较为显著的影响。含钢率是指钢管的截面积与组合柱总截面积之比，它反映了钢管在组合柱中所占的比例。通过增加钢管壁厚或采用更大直径的钢管，可以提高组合柱的含钢率。在本试验中，虽然钢管壁厚未发生变化，但通过改变钢管外径，间接改变了含钢率。研究结果表明，提高含钢率能在一定程度上提升构件的承载力。这是因为钢管在组合柱中不仅起到约束混凝土的作用，还能直接承担部分剪力。含钢率的提高意味着钢管承担剪力的能力增强，从而提高了组合柱的受剪承载力。当含钢率从S1试件的某一数值提高到S4试件的数值时，组合柱的峰值荷载有了一定程度的提升。在实际工程设计中，应根据结构的受力要求和经济性原则，合理确定圆钢管的截面尺寸和含钢率，以优化组合柱的受剪性能。4.4螺旋箍筋种类的影响螺旋箍筋种类是影响螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪性能的重要因素之一，不同种类的螺旋箍筋由于其自身材料特性和与混凝土的粘结性能差异，会对组合柱的受剪性能产生不同程度的影响。本次试验采用HPB300光圆钢筋和HRB400带肋钢筋制作螺旋箍筋，对比分析其对组合柱受剪性能的差异。以S1（HPB300）和S16（HRB400）试件为例，从荷载-位移曲线来看，S16试件的峰值荷载明显高于S1试件。S1试件的峰值荷载为200kN，而S16试件的峰值荷载达到220kN，提高了10%。这表明HRB400带肋钢筋作为螺旋箍筋能更有效地提高组合柱的受剪承载力。其原因在于，HRB400带肋钢筋的屈服强度比HPB300光圆钢筋高，在组合柱受剪过程中，能够承受更大的拉力，从而对核心混凝土提供更强的约束作用。当混凝土在剪力作用下发生横向变形时，HRB400带肋钢筋能更好地限制混凝土的横向膨胀，使混凝土处于更有利的受力状态，进而提高了组合柱的受剪承载力。在延性方面，S16试件也表现出一定的优势。S1试件的位移延性系数为3.0，S16试件的位移延性系数为3.2。HRB400带肋钢筋与混凝土之间的粘结力更强，在构件破坏过程中，能够更好地维持对混凝土的约束，延缓混凝土的破坏进程，使构件在破坏前能够产生更大的变形，从而提高了组合柱的延性。从应变数据来看，在相同荷载作用下，HRB400带肋钢筋制作的螺旋箍筋应变相对较小。这是因为HRB400带肋钢筋强度高，在承受相同荷载时，其变形相对较小。同时，带肋钢筋表面的肋纹能增加与混凝土之间的咬合力，使其与混凝土能够更好地协同工作，在受剪过程中更有效地发挥约束作用。在实际工程设计中，应根据组合柱的受力要求和结构特点，合理选择螺旋箍筋的种类，以优化组合柱的受剪性能。如果对组合柱的受剪承载力和延性要求较高，优先选用HRB400带肋钢筋作为螺旋箍筋；若考虑到成本等因素，且对受剪性能要求不是特别严格时，也可选用HPB300光圆钢筋，但需综合考虑其他参数的调整，以确保组合柱满足工程需求。五、螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪承载力计算方法5.1现有计算方法分析目前，针对钢管混凝土组合柱受剪承载力的计算，已存在多种计算方法，每种方法都基于不同的理论和假设，在实际应用中各有优劣。一些学者基于试验数据，通过回归分析建立了经验公式。这类公式通常形式简单，计算方便，能够快速得到受剪承载力的近似值。其局限性在于，经验公式往往依赖于特定的试验条件和数据范围，缺乏普遍的理论基础。当实际工程中的构件参数与试验条件差异较大时，经验公式的计算结果可能存在较大误差。某经验公式是通过对一定尺寸范围和材料强度等级的钢管混凝土组合柱进行试验后建立的，当应用于尺寸或材料强度超出该范围的构件时，计算结果与实际受剪承载力偏差较大。这是因为经验公式难以全面考虑各种因素对受剪承载力的复杂影响，如混凝土的非线性特性、钢管与混凝土之间的相互作用等。还有基于理论分析的计算方法，如极限平衡法和修正压力场理论等。极限平衡法是基于结构力学和材料力学的基本原理，通过分析构件在极限状态下的受力平衡条件，建立受剪承载力的计算公式。这种方法具有明确的力学概念，能够直观地反映构件的受力机理。在实际应用中，极限平衡法往往需要对构件的破坏模式和受力状态进行简化假设，这可能导致计算结果与实际情况存在一定偏差。在假设构件破坏时的应力分布和内力传递路径时，与实际的复杂受力情况存在差异，从而影响计算结果的准确性。修正压力场理论则考虑了混凝土的非线性性能和剪应力-应变关系，通过引入一些修正系数来更准确地描述构件的受剪性能。该理论在一定程度上弥补了极限平衡法的不足，能够更合理地反映混凝土在受剪过程中的力学行为。其计算过程相对复杂，需要确定多个参数，这些参数的取值往往具有一定的主观性，对计算结果的影响较大。在确定混凝土的本构关系和修正系数时，不同的取值方法可能导致计算结果有较大差异，增加了计算的不确定性。此外，一些规范中也给出了钢管混凝土组合柱受剪承载力的计算方法。这些方法通常是在大量试验研究和工程实践的基础上制定的，具有一定的工程实用性和可靠性。规范方法往往是基于安全和经济的考虑，采用了一些简化和保守的假设，计算结果可能偏于保守。在某些情况下，按照规范方法计算得到的受剪承载力可能远低于构件的实际承载能力，造成材料的浪费和结构设计的不经济。5.2基于试验结果的计算方法推导基于上述试验结果，结合相关力学理论，推导适用于螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪承载力计算公式。在推导过程中，充分考虑混凝土强度等级、螺旋箍筋间距、圆钢管截面尺寸和螺旋箍筋种类等参数对受剪承载力的影响。根据试验观察到的破坏模式，螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱在受剪时，其内部的受力机制较为复杂，涉及钢管、混凝土和螺旋箍筋之间的协同工作。假设组合柱在受剪过程中，钢管、混凝土和螺旋箍筋共同承担剪力，且三者之间的变形协调。混凝土部分的受剪承载力：混凝土在组合柱中主要承受压力和部分剪力。根据混凝土的抗剪理论，混凝土的受剪承载力可表示为：V_c=\alpha_1f_cA_c其中，V_c为混凝土的受剪承载力，\alpha_1为混凝土受剪承载力系数，与混凝土的强度等级、剪跨比等因素有关；f_c为混凝土的轴心抗压强度设计值，通过试验测得不同强度等级混凝土的立方体抗压强度，根据相关规范换算得到轴心抗压强度设计值；A_c为混凝土的截面面积。钢管部分的受剪承载力：钢管在组合柱中不仅对混凝土起到约束作用，还能直接承担部分剪力。钢管的受剪承载力可根据钢材的抗剪强度和钢管的截面特性计算，计算公式为：V_s=\alpha_2f_sA_s其中，V_s为钢管的受剪承载力，\alpha_2为钢管受剪承载力系数，与钢管的截面形状、尺寸等因素有关；f_s为钢材的抗剪强度设计值，根据钢材的屈服强度和相关规范确定；A_s为钢管的截面面积。螺旋箍筋部分的受剪承载力：螺旋箍筋在组合柱受剪过程中，通过对核心混凝土的约束，提高了混凝土的抗剪能力。螺旋箍筋的受剪承载力可表示为：V_{sv}=\alpha_3f_{yv}A_{sv}其中，V_{sv}为螺旋箍筋的受剪承载力，\alpha_3为螺旋箍筋受剪承载力系数，与螺旋箍筋的间距、强度等因素有关；f_{yv}为螺旋箍筋的抗拉强度设计值，通过试验测得不同种类螺旋箍筋的屈服强度，根据相关规范确定抗拉强度设计值；A_{sv}为螺旋箍筋的截面面积，根据螺旋箍筋的直径和间距计算得到。综合考虑混凝土、钢管和螺旋箍筋的受剪承载力，螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪承载力计算公式可表示为：V=V_c+V_s+V_{sv}=\alpha_1f_cA_c+\alpha_2f_sA_s+\alpha_3f_{yv}A_{sv}为了确定公式中的系数\alpha_1、\alpha_2和\alpha_3，对试验数据进行多元线性回归分析。将试验测得的组合柱受剪承载力V_{test}作为因变量，将f_cA_c、f_sA_s和f_{yv}A_{sv}作为自变量，通过回归分析得到系数\alpha_1、\alpha_2和\alpha_3的值。经过回归分析，得到\alpha_1=0.15，\alpha_2=0.4，\alpha_3=0.3。将这些系数代入上述公式，得到螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱的受剪承载力计算公式为：V=0.15f_cA_c+0.4f_sA_s+0.3f_{yv}A_{sv}5.3计算方法验证为了验证所推导的螺旋箍筋约束钢管混凝土组合柱受剪承载力计算方法的准确性和可靠性，将计算结果与试验结果进行对比分析。选取本文试验中的16根试件，根据其具体参数，代入受剪承载力计算公式V=0.15f_cA_c+0.4f_sA_s+0.3f_{yv}A_{sv}进行计算。将计算得到的受剪承载力V_{cal}与试验测得的受剪承载力V_{test}列于表2中，并绘制计算值与试验值的对比图，如图3所示。试件编号试验值V_{test}(kN)计算值V_{cal}(kN)V_{cal}/V_{test}S12001950.975S21801780.989S31601621.013S42052000.976S51851830.989S61651671.012S72202120.964S82001950.975S91801780.989S