低配筋UHPC中空短柱轴心受压力学性能

为研究低配筋UHPC中空短柱在轴心受压下的极限承载能力及其影响因素,以UHPC材料特性研究为基础,设计并制作18根不同壁厚、不同箍筋间距的低配筋UHPC中空短柱,开展轴心受压破坏试验研究及理论研究。采用控制变量法对比分析宽厚比、箍筋间距对低配筋UHPC中空短柱的极限荷载、破坏形态、轴向和横向变形的影响。研究结果表明:所有UHPC中空短柱在达到极限承载能力的70%之前,力学性能接近线弹性变化,侧向变形较小,在0.5 mm之内;随着变形的增大,试件出现微小裂缝并伴有钢纤维拔出声,细而密的裂缝显著增多,达到极限荷载时,试件均发出爆裂声;当设计宽厚比分别为5.67和3时,无箍筋UHPC空心短柱的极限承载力为理论计算值的70.88%和87.65%;随着箍筋间距加密,极限承载力有所提高,但加密至一定程度后,承载力不再增长,接近材料强度极限值;采用UHPC塑性损伤本构模型对构件进行数值模拟,分析结果与理论计算和试验结果符合较好,按照直接强度计算法得到的中空短柱极限荷载接近试验值,可供UHPC柱设计提供参考。