長期軸壓作用下鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土試件性能研究

楊艷 盧文蕾

摘 要：鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土組合構(gòu)件在長期軸壓作用下變形特征研究是研究該類結(jié)構(gòu)長期工作性能發(fā)揮的保障。本文以鋼護(hù)筒厚度為變量，設(shè)計(jì)2組鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土構(gòu)件長期軸壓作用的承載性能實(shí)驗(yàn)研究，分析在同一條件下，通過改變鋼護(hù)筒厚度其鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土試件剛度與極限承載能力異同，確定鋼護(hù)筒對(duì)鋼筋混凝土長期性能影響。

關(guān)鍵詞：軸向受力;承載特性;結(jié)構(gòu)變形;破壞模式

中圖分類號(hào)：U655 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2019）06-0095-02

與素混凝土及鋼筋混凝土相比，鋼護(hù)筒混凝土由于鋼護(hù)筒和混凝土之間的相互作用，可充分發(fā)揮兩種材料的力學(xué)性能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長江上游高樁碼頭結(jié)構(gòu)中，如果園港、寸灘港等[1]。然而，鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長期變形特征研究較少，其長期荷載作用下的結(jié)構(gòu)整體性能研究落后于實(shí)際工程需求。

因此，為比較鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土樁與傳統(tǒng)鋼筋混凝土樁的在長期荷載作用下工作性能異同，設(shè)計(jì)2組鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土構(gòu)件的長期承載性能實(shí)驗(yàn)研究。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）試件設(shè)計(jì)：本文選用基礎(chǔ)混凝土材料C30，配合比選用1：1.54：6.26：3.51設(shè)計(jì)鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土長期軸向受壓試驗(yàn)2組，制作1.2米長組合試件。設(shè)計(jì)試件詳細(xì)信息如表1所示：

（2）荷載施加：本試驗(yàn)采用配套千斤頂、反力架和規(guī)范推薦使用的混凝土徐變自平衡夾在裝置對(duì)鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土試件進(jìn)行不等量分級(jí)加載[2]。

（3）試驗(yàn)開展條件：本試驗(yàn)設(shè)計(jì)在重慶市南岸區(qū)室外持續(xù)開展150天實(shí)驗(yàn)，其環(huán)境溫度經(jīng)過統(tǒng)計(jì)測量在3-18℃范圍內(nèi)，最大溫差相差較小，保證了溫度的相對(duì)穩(wěn)定。

同時(shí)，由于設(shè)計(jì)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長，溫度、濕度等不可控影響因素存在，為保障長期軸壓的穩(wěn)定，對(duì)實(shí)際軸壓進(jìn)行定期補(bǔ)載。其長期軸壓變化曲線如圖2所示。

2試驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)試驗(yàn)長期軸壓作用可得鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土試件整體變形規(guī)律和應(yīng)變規(guī)律如圖3～4所示。

由圖3～4可知，在相同軸壓荷載作用和同一試驗(yàn)環(huán)境下，兩組試件平均變形和應(yīng)變?cè)隽恳?guī)律大致相同。試驗(yàn)進(jìn)行前期試件變形和應(yīng)變?cè)隽烤^為迅速，隨著持荷時(shí)間的增加其變形與應(yīng)變?cè)隽烤呌诰徛Ｍ瑫r(shí)，隨著試件鋼護(hù)筒厚度的增加，其試件整體變形和應(yīng)變?cè)隽吭叫　?/p>

同時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將2組經(jīng)過150天軸壓作用的鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土試件，在壓載試驗(yàn)結(jié)束后從徐變儀上拆除。分別利用大型港工結(jié)構(gòu)多功能試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)2組設(shè)計(jì)試件和2組未經(jīng)長期軸壓作用的試件進(jìn)行靜力試驗(yàn)，獲取2組設(shè)計(jì)試件的剩余力學(xué)性能，并與未經(jīng)長期軸壓作用的試件荷載位移曲線進(jìn)行對(duì)比。如圖5～6所示。

經(jīng)觀察上圖可知，經(jīng)長期軸壓作用，2組設(shè)計(jì)試件的整體剛度剛度和極限承載能力均出現(xiàn)降低情況。且隨著鋼護(hù)筒厚度的增加，極限承載能力越大，即經(jīng)長期軸壓作用鋼護(hù)筒厚度越厚，剩余力學(xué)性能越充足。

3結(jié)論

本文設(shè)計(jì)2組不同鋼護(hù)筒厚度的鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)分析表明：

（1）鋼護(hù)筒的存在增強(qiáng)了對(duì)混凝土的約束作用，且隨著鋼護(hù)筒厚度的增強(qiáng)，對(duì)混凝土約束效應(yīng)越明顯，降低了試件在長期軸壓作用下的變形應(yīng)變效應(yīng)。

（2）試件在設(shè)計(jì)長期軸壓荷載作用下，其極限承載力學(xué)性能發(fā)生改變，整體剛度也發(fā)生變化。設(shè)計(jì)試件的剛度和極限承載能力將有所降低，且其鋼護(hù)筒厚度越大，試件剛度和極限承載能力越大。

參考文獻(xiàn)：

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