摘要
建筑、工程行业的蓬勃发展，带来了对建筑材料的巨大需求以及造成自然资源枯竭等严重问题，对可持续建筑材料的需求以及探寻成为了一项重大挑战。目前，国内外学者均将目光聚焦于各个地区辽阔丰富的沙漠，已开展了对沙漠砂、风积沙混凝土工程特性的研究。本文以新疆古尔班通古特沙漠砂为研究对象，以沙漠砂替代率、配筋率、配箍率为变量制作了18根钢筋混凝土短柱，5根素混凝土短柱，进行轴向静力加载试验。通过观察短柱试件的受力过程及破坏形态，分析轴压短柱试件的荷载-位移曲线、荷载-混凝土应变曲线、荷载-纵筋应变曲线、荷载-箍筋应变曲线，研究沙漠砂替代率、配筋率、配箍率对试件的峰值荷载、峰值位移及沙漠砂混凝土与钢筋的协同受力性能的影响；通过计算延性系数、韧性系数评估了沙漠砂钢筋混凝土短柱的受力变形性能；最后，应用现行国家规范计算了沙漠砂钢筋混凝土短柱的极限承载力，验证安全、可靠性，并与美国规范进行了对比分析。通过对试验数据回归分析，引入影响短柱试件承载力的相关系数，即沙漠砂强度影响系数ζ、沙漠砂混凝土与钢筋的匹配效应系数K，对现行国家规范规定的承载力计算公式进行了修正。试验结果表明： （1）沙漠砂混凝土短柱轴压受力破坏过程与普通混凝土相似，都经历弹性变形阶段、塑性变形-混凝土开裂阶段、破坏阶段，试件均呈现轴压破坏形态。 （2）沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的峰值荷载、峰值位移随配筋率、配箍率的增大而增大；相比于普通钢筋混凝土，沙漠砂替代率为40%、60%时，试件的峰值荷载平均提高了6.26%、2%。 （3）位移延性系数μ85、能量延性系数I5、韧性系数TI计算结果显示，沙漠砂钢筋混凝土短柱的受力变形性能随着配筋率、配箍率的提高而得到改善，与普通混凝土试件相比，40%、60%沙漠砂替代率下的短柱试件表现出良好的延性，延性系数μ85平均分别提高了5.22%和1.83%，I5系数平均分别提高了9.12%和7.14%，韧性系数TI平均分别提高了2.87%和3.76%。 （4）根据中、美规范规定的轴压试件承载力计算公式对沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的承载力计算结果，经分析，采用《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）计算沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的承载力是可行的，且具有足够的安全储备，但是过于保守。通过引进承载力计算修正系数ζ、K，试验值与拟合公式计算值的比值平均为1.087，标准偏差0.124，变异系数0.112，拟合公式计算值与试验值更为吻合，且具有一定的安全储备，使沙漠砂钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算公式更具有针对性。
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