摘要
随着世界铁矿石资源日益紧张，高强及超高强钢材在建筑工程上的发展和应用在提高资源利用效率，推动建筑节能环保上具有重大意义。HRB635级高强钢筋是一种采用热轧工艺微合金化的新型高强金属材料，与热处理或冷加工高强钢筋相比具有强度高、延性好、焊接性能好以及成本低等显著优势。目前，我国现行规范只对于500MPa及以下强度的钢筋有规定，对于600MPa及以上强度的钢筋因存在诸多的限制而研究较少，为了这种新型高强钢筋在建筑工程中的推广应用，本文主要对配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱在轴压与偏压下的受力性能进行相关的试验研究，具体研究内容以及成果如下： (1)本文完成了10根配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱的轴心受压试验。研究表明，配置HRB635级高强钢筋约束混凝土轴压短柱的破坏模式与普通钢筋混凝土轴压短柱类似。随着高强纵筋配筋率、箍筋强度、高强箍筋体积配箍率的提升，构件的峰值荷载显著增加；提升箍筋强度与配箍率可有效改善轴压短柱的延性。为充分发挥HRB635高强钢筋的强度，宜匹配的强度等级在C50以上的混凝土。 (2)基于配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱的轴压性能试验，采用ABAQUS有限元数值模拟的方法建立了配置HRB635级高强钢筋约束混凝土轴压短柱的分析模型，并验证了其准确性。系统地开展了混凝土强度等级、高强纵筋配筋率、高强箍筋配箍率、高宽比等参数对其受力和变形性能影响的研究。最终，基于混凝土设计规范以及试验与模拟数据的统计回归分析，提出了适用于评估配置HRB635级高强钢筋约束混凝土轴压短柱承载力的计算方法。 (3)本文完成了14根配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱的偏压试验。研究表明，配置HRB635级高强钢筋约束混凝土偏压短柱的破坏模式与普通钢筋混凝土偏压短柱类似，最终的破坏形态为偏压侧混凝土压溃。偏压侧受力纵筋在构件达到峰值荷载时强度基本都得到了充分的发挥。截面应变分析表明，平截面假定依然试用于配置HRB635级高强钢筋约束混凝土偏压短柱。结合国内规范公式的比对分析表明，试件的偏压承载能力相对采用《混凝土结构设计规范》提供的短柱偏压承载力公式得到的计算值有足够的安全储备。 (4)基于配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱的偏心受压性能试验，采用ABAQUS有限元数值模拟的方法建立了配置HRB635级高强钢筋约束混凝土偏心受压短柱的分析模型，并验证了其准确性。系统地开展了偏心距、混凝土强度等级、高强纵筋配筋率、高强箍筋配箍率、高宽比等参数对其受力和变形性能影响的研究。最终，基于偏压试验和模拟数据的统计回归分析，提出了适用于评估配置HRB635级高强钢筋约束混凝土短柱偏心受压承载力的计算方法。
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