RPC预制管混凝土组合短柱轴压性能试验研究

摘要

本课题组从已有约束混凝土柱存在的问题及RPC优异的材料性能出发，提出了RPC预制管混凝土组合柱（Concrete-filled RPC tube,简称CFRT）这一新型组合结构。其技术方案为：采用离心成型混凝土的方法将 RPC预制配置高强螺旋箍筋的圆形薄壁管，施工时在其内部现浇普通混凝土形成组合柱。在已有研究成果的基础上，为进一步了解 RPC组合柱的组合效应及破坏机理，本文对30个大尺寸试件进行了单调轴压试验研究。
　　设计和制作22个RPC管组合柱、6个箍筋约束混凝土柱和2个RPC预制空管，并对其进行单调轴心受压试验，探索不同内混凝土强度、不同 RPC管内箍筋间距以及不同内外配筋形式对RPC管组合柱破坏形态、轴压性能等的影响。试验结果表明：在峰值荷载下，组合柱中的 RPC管保护层保存较为完整，没有出现明显的剥落现象，这与箍筋约束混凝土柱有着明显区别；CFRT柱承载力明显高于对应的箍筋约束混凝土柱，且其提升幅度随着箍筋间距的增大而增大，对于总配箍率相同的CFRT柱，其承载力差别较小，但RPC管内箍筋间距越密，试件的延性也越好。
　　从课题组已有的研究成果出发，选用3个具有代表性的约束混凝土强度模型，对C F RT的轴压承载力进行预测，结果表明各模型计算值与试验值存在显著差异，依据已有约束体系提出的强度模型不适用于CFRT。基于Mander（1988）模型及相应修正，为合理考虑 RPC管对组合柱承载力的贡献，引入 RPC管的强度折减系数kd及强度提升系数ks，提出了CFRT承载力模型，并根据本文试验结果对所提出的C F RT强度模型适用性进行探讨；
　　将CFRT与CFT进行对比分析发现，在在CFRT与CFT轴向承载力基本相同的情况下，两者的自重也很接近，从承载力/自重这一指标来看，CFRT具有与CFT相似的施工便利性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 RPC的研究与应用

1.3 箍筋约束混凝土的研究概况

1.4 CFRT的研究现状

1.5 本文的主要内容

第2章 RPC管组合柱的轴压试验设计

2.1 概述

2.2 试验设计

2.3 试件制作

2.4 测点方案

2.5 试验方法和加载制度

2.6 本章小结

第3章 RPC管组合柱试验轴压结果及分析

3.1 试验现象与破坏形态

3.2 承载力结果分析

3.3 轴向应变

3.4 箍筋应变

3.5 横向应变

3.6 刚度与延性

3.7 本章小结

第4章 RPC管组合柱轴压承载力计算方法探讨

4.1 概述

4.2 课题组已有的轴压试验成果概述

4.3 现有强度模型简介

4.4 已有模型预测结果

4.5 CFRT强度模型

4.6 CFRT强度模型计算值与本文实验值对比

4.7 CFRT与CFT承载力的对比

4.8 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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