RU-NC组合短柱轴压受力性能研究

摘要

由配筋的超高性能混凝土(Reinforced Ultra-high Performance Concrete,RU)圆管与普通混凝土(Normal Concrete,NC)芯柱组成的RU-NC柱是一种新型组合结构.为探讨RU-NC组合短柱轴压性能与承载力计算方法,以UHPC圆管壁厚、箍筋间距和钢纤维体积掺量为参数,开展了RU-NC组合短柱轴压试验,同时进行了由超高性能混凝土(U)圆管与普通钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)芯柱组成的U-RC组合短柱对比试验.在此基础上,基于ABAQUS软件建立有限元模型开展数值分析.结果表明,RU-NC组合短柱轴压受力全过程分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和钢筋屈服阶段,RU圆管与螺旋箍筋均对核心混凝土具有一定约束作用,组合短柱破坏模式为RU圆管与核心混凝土被压溃、螺旋箍筋拉断;与U-RC组合短柱相比,将钢筋笼从核心混凝土移至UHPC圆管的RU-NC组合短柱具有更好的抗裂性能和延性以及更高的极限承载力;随着UHPC圆管壁厚和UHPC抗拉强度的增加,RU-NC组合短柱承载力大致呈线性增长趋势;随着箍筋间距的减小,承载力呈非线性增长趋势;采用现行规范与已有文献算法无法精确计算RU-NC组合短柱的极限承载力,基于RU圆管约束混凝土的理论分析,提出了RU-NC组合短柱轴压承载力算法,计算值与试验结果比值的均值为0.984,方差为0.0053,精度较高,可为将来该新型组合结构的设计与应用打下基础.