矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系.doc

矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系 　　摘要： 　　进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验，试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束，显著提高混凝土受压峰值应力，使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓，有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上，通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析，给出了矩形钢套筒??混凝土横向有效约束力的计算方法，借用Mander模型，进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比，二者吻合良好。 　　关键词：型钢混凝土； 剪力墙； 钢套筒； 约束混凝土； 应力应变关系 　　中图分类号：TU375.3 　　文献标志码：A文章编号2018 　　Abstract： 　　Six rectangle steel tube confined concrete columns were investigated experimentally under axial compression. The experimental results show that： The rectangle steel tube can effectively confine internal concrete and obviously improve the peak stress. In addition， the descending branch of confined concrete stressstrain curve is gentler and the ultimate deformation ability of concrete is improved effectively. On the basis of experiments， a method to calculate the effective transverse confined stress provided by the rectangle steel tube was proposed through analyzing the strain of steel tubes and the stress state of core zone concrete. Furthermore， a model to determinate the stressstrain relationship of rectangle steel tube confined concrete under axial compression was put forward reference to the Mander’s model. Computation results of the stressstrain curve of rectangle steel tube confined concrete were in good agreement with the experimental results. 　　Keywords： 　　steel reinforced concrete； shear walls； steel tubes； confined concrete； stressstrain relationship 　　普通型钢混凝土的中高剪力墙在受到反复水平作用时，破坏模式通常表现为两端边框区域混凝土过早压溃，剪力墙极限变形能力较差。为避免边框混凝土的过早压溃，在墙的两侧边框受压区底部一定高度范围内设置钢套筒，通过钢套筒对混凝土的约束，以提高该部位混凝土的承载力及极限变形能力，从而改善型钢混凝土剪力墙的变形和耗能能力。由于受到试验数量和经费的限制，针对该类剪力墙的大量研究工作需要借助有限元数值模拟方法，而确定有限元模型中钢套筒内部约束混凝土的应力应变关系则是需要解决的首要问题。 　　对于约束混凝土，许多研究者进行了深入研究，取得了丰硕的成果。Mander等[12]、史庆轩等[3]针对圆形箍筋、螺旋箍筋、矩形箍筋的约束混凝土进行了深入研究，给出了约束混凝土的峰值应力与约束应力之间的关系，并提出了约束混凝土的等效单轴应力应变关系。对于圆形箍筋和圆形螺旋箍筋约束混凝土，箍筋对核心区混凝土的约束力可以认为是各向均匀的，而方形箍筋和矩形箍筋约束混凝土，由于箍筋对核心区混凝土的约束并不是各向均匀分布的，一般采用等效成均匀分布约束力，再用约束系数来近似考虑约束力的不均匀分布[2]。Saatcioglu等 [4]参考Mander模型，提出了计算矩形箍筋约束混凝土有效约束力的简化表达式。