Экспериментальное исследование осевого сжатия композитной полой колонны из стальной фибры, высокой

Том 12 научных докладов, Номер статьи: 12409 (2022) Цитировать эту статью

857 Доступов

Подробности о метриках

Для изучения характеристик осевого сжатия композитной полой колонны из стальной фибры, высокопрочного бетона с легким заполнителем и угловой стали были проведены испытания на осевое сжатие пяти композитных полых колонн из стальной фибры, высокопрочного бетона с легким заполнителем и уголка. стали с различными параметрами степени пустотности (0%, 15%, 16%, 32% и 36%) и формы отверстия (круглое отверстие и квадратное отверстие). Рассмотрены явления разрушения и формы разрушения образцов, измерены их кривые растяжения и установлена ​​формула осевой несущей способности, пригодная для композитной полой колонны из стальной фибры, высокопрочного бетона с легким заполнителем и угловой стали. По результатам испытаний можно сделать следующие выводы: на характеристики осевого сжатия композитных полых колонн из угловой стали в значительной степени влияют коэффициент полости и форма проема. Характеристики осевого сжатия композитных полых колонн из стальной фибры, высокопрочного бетона с легким заполнителем и угловой стали почти близки к показателям композитных сплошных колонн при низком коэффициенте пустот; Чем выше коэффициент пустотности, тем больше трещин на поверхности бетона, появляется некоторое количество поперечных трещин, пиковая нагрузка снижается примерно на 5–38 %, а коэффициент деформационной пластичности постепенно увеличивается; Коэффициент пластичности деформации полой колонны с круглыми отверстиями ниже, чем у полой колонны с квадратными отверстиями. На основании теста для моделирования колонны SCAH используется программа конечных элементов ABAQUS. Корректность модели проверяется путем сравнения результатов численного моделирования и результатов испытаний. При этом моделируются нефограммы напряжений бетона и стали на разных стадиях, а также нефограмма напряжений в напряженном состоянии бетона. По результатам конечно-элементного моделирования модель Мандера используется для расчета несущей способности композитной полой колонны из угловой стали на осевое сжатие. Можно получить высокую точность вычислений и подходящую для популяризации.

Вместе с развитием высотных и длиннопролетных зданий вес конструкции зданий становится все больше. Исследования показывают, что снижение собственного веса зданий может значительно снизить воздействие сильных землетрясений на здания, количество материалов и стоимость проекта, чтобы получить устойчивые экологические экономические выгоды и экологические социальные выгоды1,2. С одной стороны, необходимо использовать высокопрочный бетон, чтобы минимизировать собственный вес здания. Конструкцию можно эффективно уменьшить, заменив обычный бетон высокопрочным бетоном с легким заполнителем того же класса прочности3,4,5. Однако с постепенным повышением класса прочности высокопрочного бетона на легком заполнителе6 существенно возрастает хрупкость бетона. Можно обнаружить, что трещиностойкость, энергопотребление при пластичности и хрупкость могут быть эффективно улучшены путем добавления стальной фибры в бетон с легким заполнителем7. С другой стороны, это оптимизация формы конструкции и изменение сечения колонны балки. Установлено, что полая колонна с отверстиями в секции колонны может эффективно снизить собственный вес конструкции8,9. Полая колонна широко используется в конструкциях зданий и опор из-за небольшого собственного веса, огромной жесткости на изгиб и кручение.

В последние годы отечественными и зарубежными учеными была проведена серия исследований характеристик осевого сжатия полой колонны за счет изменения соотношения полостей и формы сечения. Что касается изменения коэффициента пустот, Хан и др.10,11 изучили характеристики осевого сжатия железобетонных полых колонн и обнаружили, что несущая способность, пластичность и деформационная способность железобетонных полых колонн были плохими. Аль-Гашам и др.12 исследовали характеристики осевого сжатия полых колонн из самоуплотняющегося бетона с коэффициентом пустот 0,0%, 2,3%, 9,0% и 20,3% и обнаружили, что предельная нагрузка, жесткость и ударная вязкость самоуплотняющегося бетона полые колонны были ниже, чем у сплошных колонн, а пластичность была выше, чем у сплошных колонн. Что касается изменения формы сечения железобетонной колонны, Лян и др.13,14 сосредоточились на исследовании и изучении сдерживающего эффекта железобетонных сплошных колонн с круглым и квадратным сечениями, железобетонных полых колонн с сечениями внешнего и внутреннего круга. , внешний квадратный и внутренний квадратный сечения под действием осевой сжимающей нагрузки. Было обнаружено, что сдерживающее влияние арматуры в сплошных колоннах и полых колоннах на деформацию бетона в значительной степени различается, а также различное сдерживающее воздействие арматуры во внешнем и внутреннем круге, внешних квадратных и внутренних квадратных бетонных полых колоннах. а разница была вызвана изменением расширения бетона и распределением горючего давления по сечению. Подводя итог, можно сделать следующие выводы о том, что собственный вес конструкции можно уменьшить, а пластичность конструкции можно эффективно повысить за счет увеличения коэффициента пустот, при этом несущая способность снижается, а сдерживающий эффект Армирование на бетоне разное из-за разных способов открытия.