高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能试验及其有限元分析.pdfVIP

第

41

卷第

8

期Vol.41

No.8工程力学

2024年8

月Aug.2024ENGINEERING

MECHANICS211

文章编号：1000-4750(2024)08-0211-17

高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能

试验及其有限元分析

1,21,31,24

刘祖强，周志明，薛建阳，毛冬旭

(1.

西安建筑科技大学土木工程学院，陕西，西安

710055；2.

西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，陕西，西安

710055；

3.

中国建筑西北设计研究院有限公司，陕西，西安

710018；4.

陕西省建筑科学研究院有限公司，陕西，西安

710082)

摘

要：为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能，对试件进行了轴心受压试验，设计参数包括配钢

率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程，获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线，分析了承载能

力、变形能力、刚度等轴压性能指标，以及超高性能混凝土、纵筋、箍筋和型钢的应变发展规律。在试验研究

基础上，采用ABAQUS建立了高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能有限元分析模型，计算结果与试验结果

吻合较好，进而进行了参数分析。结果表明：试件发生的是典型轴压破坏，中部表面出现“锯齿形”裂缝；轴

向荷载-位移曲线会出现2次荷载峰值；箍筋间距减小时，试件的承载能力和变形能力均提高，但刚度退化速率

没有显著变化；配钢率增大时，试件的承载能力提高，变形能力先增大后减小，刚度退化变缓；型钢强度增大时，

试件的承载能力和变形能力均提高，提高速度先快后慢；超高性能混凝土抗压强度增大时，试件的承载能力提

高，变形能力降低；超高性能混凝土受拉能够达到峰值应变；纵筋在极限点之前发生受压屈服；箍筋在极限点

时应变不足屈服应变的1/3，但在破坏点前达到受拉屈服；型钢翼缘在极限点前后发生屈服，腹板屈服晚于翼缘。

关键词：高强型钢超高性能混凝土；短柱；轴压性能；静力试验；有限元分析

中图分类号：TU398

文献标志码：A

doi:

10.6052/j.issn.1000-4750.2022.07.0604

EXPERIMENTAL

STUDY

AND

FINITE

ELEMENT

ANALYSIS

ON

AXIAL

COMPRESSION

PERFORMANCE

OF

HIGH

STRENGTH

STEEL

REINFORCED

ULTRA-HIGH

PERFORMANCE

CONCRETE

SHORT

COLUMN

1,21,31,24

LIU

Zu-qiang

,

ZHOU

Zhi-ming

,

XUE

Jian-yang

,

MAO

Dong-xu

(1.

School

of

Civil

Engineering,

Xi’an

University

of

Architecture

Technology,

Xi’an,

Shaanxi

710055,

China;

2.

Key

Lab

of

Structural

Engineering

and

Earthquake

Resistance,

Ministry

of

Education

(XAUAT)

,

Xi’an,

Shaanxi

710055,

China;

3.

China

Building

Northwest

Design

and

Research

Institute

Limited

Company,

Xi’an,

Shaanxi

7100