三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面短柱軸壓性能研究.pdf

1、為了提升矩形截面鋼筋混凝土柱的承載力與變形性能，本文提出了一種有利于工廠化生產并可運用于預制裝配式鋼筋混凝土柱中的配箍形式—三螺旋箍，并對此展開了研究。
　　首先，本文對1根配有綁扎復合箍筋和5根配有三螺旋箍筋的混凝土矩形截面柱進行了軸心受壓試驗，研究其在軸壓荷載下的力學性能與破壞特征。試驗結果表明，相同含箍特征值的三螺旋箍筋柱與綁扎復合箍筋柱相比，峰值承載力、峰值應變略有提高，塑性變形、箍筋約束效率較大，峰值承載力時箍筋平均應力

2、更高，對混凝土的約束作用更好;三螺旋箍筋柱的含箍特征值越大，箍筋約束系數、峰值承載力、峰值應變越大;矩形螺旋箍筋間距越小，試件的峰值承載力越高;圓形螺旋箍筋間距越小，承載力快速下降時的應變、峰值承載力、峰值應變、塑性變形、殘余承載力越大;箍筋平均應力增長值越大，塑性變形越大，試件具有更好的變形性能。
　　其次，本文結合試驗數據提出了三螺旋箍筋約束混凝土軸心受壓的應力-應變關系曲線，并將其與試驗曲線進行了對比，驗證了其合理性。此外，

3、本文提出了矩形螺旋箍筋的間接鋼筋面積換算公式，并在此基礎上提出了三螺旋箍筋柱軸心抗壓承載力的理論計算公式，與試驗結果對比表明計算公式可靠。
　　最后，本文運用有限元分析軟件ABAQUS對三螺旋箍筋柱進行了數值模擬分析，通過有限元計算結果與試驗結果對比，驗證了有限元模型的合理性。并通過有限元分析結果與理論曲線、承載力機算值的對比，進一步驗證了在軸壓荷載下三螺旋箍筋約束混凝土應力-應變關系模型和三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面柱的承載力計

4、算公式的可靠性。同時利用有限元分析軟件對混凝土強度等級、圓形螺旋箍筋間距和矩形螺旋箍筋間距三個參數進行了補充分析。分析結果表明，混凝土強度等級越高，三螺旋箍筋約束混凝土矩形截面柱的峰值應力越高，混凝土強度增大系數平均值越低，對混凝土的強度提高效果越差;圓形螺旋箍筋間距越小，峰值承載力、峰值應變、塑性變形、殘余承載力越大;矩形螺旋箍筋間距越小，峰值承載力、塑性變形、殘余承載力越大。并且給出了圓形螺旋箍筋間距和矩形螺旋箍筋間距的設計建議值。