大空心率方中空夹层钢管超高性能混凝土短柱轴压力学性能研究

摘要

首先进行了5根大空心率方中空夹层钢管超高性能混凝土短柱和1根实心方钢管超高性能混凝土短柱轴压对比试验,分析了不同空心率(均大于0.5)对试件轴压力学性能的影响。试验结果表明:试件均为端部鼓曲破坏;空心率越大,试件的承载力越低。然后采用有限元软件ABAQUS对其进行模拟,并与试验结果对比:模拟试件破坏形态与试验结果相近;由于超高性能混凝土强度较高,试件约束效应系数很小,采用钢管约束普通混凝土的本构关系模型使得大部分有限元计算极限承载力偏高;计算曲线刚度大于试验曲线刚度;空心率越大,超高性能混凝土所承受的荷载占比越小。最后分别采用承载力简单叠加与统一理论两种方法计算试件极限承载力,并与试验值进行比对:承载力简单叠加方法偏于保守,统一理论承载力计算值均大于试验值,但误差在10%以内。