CN114894623B - 一种钢管约束uhpc柱轴压承载力试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置及其试验方法，包括UHPC柱、设于UHPC柱两端的加载钢板，所述UHPC柱从上往下依次分为上端加载段、中间试验段以及下端加载段，所述中间试验段的外侧套设有外包钢管，所述上端加载段和下端加载段的外侧均套设有套环，所述套环的内部具有沿竖向压缩变形的变形件，套环的两端面分别与加载钢板和外包钢管的端面相接触。本发明结构设计简单、合理，可避免加载端部的UHPC柱过早发生局部破坏的问题，同时试验时竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管，从而不影响中间试验段的钢管仅对核心UHPC起约束作用的受力状态，施工方便，可应用于钢管约束UHPC柱的轴压承载力试验研究。
Description
技术领域：
本发明涉及一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置及其试验方法。
背景技术：
钢管约束超高性能混凝土（UHPC）柱是在钢管内填充UHPC，钢管不直接承担竖向轴压荷载，只对核心UHPC起约束作用的一种组合柱，既能避免钢管过早的鼓曲，又能充分发挥UHPC超高抗压强度和钢管的抗拉性能，具有广泛的应用前景和良好的经济效益。
目前，研究人员对钢管约束UHPC柱开展了大量的轴压承载力试验研究。轴压试验研究时，一般采用角磨机将轴压柱两端的钢管切开一定宽度的缝隙，并将荷载直接施加作用在核心UHPC柱上。然而，在试验过程中，钢管约束UHPC柱经常先发生加载端部核心UHPC柱局部破坏，而非构件的整体破坏。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置及其试验方法，结构简单、合理，有效避免先发生加载端部核心UHPC柱局部破坏的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，包括UHPC柱、设于UHPC柱两端的加载钢板，所述UHPC柱从上往下依次分为上端加载段、中间试验段以及下端加载段，所述中间试验段的外侧套设有外包钢管，所述上端加载段和下端加载段的外侧均套设有套环，所述套环的内部具有沿竖向压缩变形的变形件，套环的两端面分别与加载钢板和外包钢管的端面相接触。
进一步的，所述套环包括若干块从上往下间隔均布的环形钢板，相邻两块环形钢板之间均设有变形件。
进一步的，所述变形件为环形橡胶板。
进一步的，所述环形钢板的内径与UHPC柱的外径相同，环形钢板的外径大于外包钢管的外径。
进一步的，所述上端加载段、中间试验段以及下端加载段浇筑成一体。
本发明采用的另外一种技术方案是：一种钢管约束UHPC柱轴压承载力的试验方法，包含如下步骤：
步骤S1：根据实际构件尺寸，制作外包钢管；
步骤S2：在外包钢管内部灌注UHPC，形成钢管UHPC柱，随后进行养护；
步骤S3：待钢管UHPC柱内部的UHPC柱达到设计强度后，将钢管UHPC柱分成中间试验段、上端加载段和下端加载段，并切断剖开上端加载段和下端加载段的外包钢管，使上端加载段和下端加载段仅为UHPC柱；
步骤S4：在上端加载段和下端加载段的UHPC柱外包一套环，套环两端的环形钢板分别与加载钢板和中间试验段的外包钢管的端面相接触；
步骤S5：通过加载钢板施加竖向轴压荷载，套环会对上端加载段和下端加载段的UHPC柱产生套箍作用，使得UHPC柱不会发生局部破坏；
步骤S6：在竖向轴压荷载作用下，套环会随着构件的压缩变形而协调变形，使得竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构设计简单、合理，可避免加载端部的UHPC柱过早发生局部破坏的问题，同时试验时竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管，从而不影响中间试验段的钢管仅对核心UHPC起约束作用的受力状态，施工方便，可应用于钢管约束UHPC柱的轴压承载力试验研究。
附图说明：
图1是本发明实施例的主视构造示意图；
图2是本发明实施例的主视剖面构造示意图；
图3是本发明实施例中套环的构造示意图。
图中：
1-中间试验段；2-上端加载段；3-下端加载段；4-套环；5-加载钢板；6-竖向轴压荷载；11-UHPC柱；12-外包钢管；21-上端UHPC柱；31-下端UHPC柱；41-环形钢板；42-环形橡胶板。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1～3所示，本发明一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，包括竖向设置的UHPC柱11、设于UHPC柱11上、下两端的加载钢板5，所述UHPC柱11从上往下依次分为上端加载段2、中间试验段1以及下端加载段3，所述中间试验段1的外侧套设有外包钢管12，即：中间试验段与外包钢管形成钢管UHPC柱；所述上端加载段2和下端加载段3的外侧均套设有套环4，所述套环4的内部具有沿竖向压缩变形的变形件，套环4的两端面分别与加载钢板5和外包钢管12的端面相接触。
本实施例中，如图3所示，所述套环4包括若干块从上往下间隔均布的环形钢板41，相邻两块环形钢板41之间均设有变形件，所述变形件为环形橡胶板42，即：套环4由若干块环形钢板41与环形橡胶板42从上往下交替重叠组成。套环4两端最外侧的环形钢板41分别与加载钢板5和中间试验段1的外包钢管12的端面相接触。
本实施例中，所述环形钢板41的内径与UHPC柱11的外径相同，环形钢板41的外径大于外包钢管12的外径，以使上端加载段和下端加载段外侧的环形钢板对UHPC柱产生的径向约束大于中间试验段的外包钢管对内部UHPC柱产生的径向约束。
本实施例中，所述上端加载段2、中间试验段1以及下端加载段3的UHPC是浇筑成一体的。
本实施例中，环形橡胶板42是具有竖向压缩变形能力的材料，构件在竖向轴压荷载6作用下，套环4可以随着构件的压缩变形而协调变形，使得竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管上。
本实施例中，钢管约束UHPC柱轴压承载力的试验方法，包含如下步骤：
步骤S1：根据实际构件尺寸，制作外包钢管；
步骤S2：在外包钢管内部灌注UHPC，形成钢管UHPC柱，随后进行养护；
步骤S3：待钢管UHPC柱内部的UHPC柱达到设计强度后，将钢管UHPC柱分成中间试验段、上端加载段和下端加载段，并切断剖开上端加载段和下端加载段的外包钢管，使上端加载段和下端加载段仅为UHPC柱；
步骤S4：在上端加载段和下端加载段的UHPC柱外包一套环，套环由若干块环形钢板与环形橡胶板从上往下交替重叠组成，套环两端最外侧的环形钢板分别与加载钢板和中间试验段的外包钢管的端面相接触；
步骤S5：通过加载钢板施加竖向轴压荷载，套环会对上端加载段和下端加载段的UHPC柱产生套箍作用，使得UHPC柱不会发生局部破坏；
步骤S6：在竖向轴压荷载作用下，套环会随着构件的压缩变形而协调变形，使得竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管。
本发明的优点在于：通过在UHPC柱的两端加载段安装一个套环，套环中的环形钢板对UHPC柱产生的径向约束大于中间试验段的外包钢管对内部UHPC柱产生的径向约束，以避免加载端部的UHPC柱过早发生局部破坏的问题；同时套环中的环形橡胶板具有竖向压缩变形能力，构件在竖向轴压荷载作用下，套环会对上端加载段和下端加载段的UHPC柱产生套箍作用，使得UHPC柱不会发生局部破坏；同时套环会随着构件的压缩变形而协调变形，使得竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管，从而不影响中间试验段的外包钢管仅对核心UHPC起约束作用的受力状态。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，其特征在于：包括UHPC柱、设于UHPC柱两端的加载钢板，所述UHPC柱从上往下依次分为上端加载段、中间试验段以及下端加载段，所述中间试验段的外侧套设有外包钢管，所述上端加载段和下端加载段的外侧均套设有套环，所述套环的内部具有沿竖向压缩变形的变形件，套环的两端面分别与加载钢板和外包钢管的端面相接触；所述套环包括若干块从上往下间隔均布的环形钢板，相邻两块环形钢板之间均设有变形件；所述上端加载段、中间试验段以及下端加载段浇筑成一体。
2.根据权利要求1所述的一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，其特征在于：所述变形件为环形橡胶板。
3.根据权利要求1所述的一种钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，其特征在于：所述环形钢板的内径与UHPC柱的外径相同，环形钢板的外径大于外包钢管的外径。
4.一种钢管约束UHPC柱轴压承载力的试验方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～3中任意一项所述的钢管约束UHPC柱轴压承载力试验装置，包含如下步骤：
步骤S1：根据实际构件尺寸，制作外包钢管；
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步骤S3：待钢管UHPC柱内部的UHPC柱达到设计强度后，将钢管UHPC柱分成中间试验段、上端加载段和下端加载段，并切断剖开上端加载段和下端加载段的外包钢管，使上端加载段和下端加载段仅为UHPC柱；
步骤S4：在上端加载段和下端加载段的UHPC柱外包一套环，套环两端的环形钢板分别与加载钢板和中间试验段的外包钢管的端面相接触；
步骤S5：通过加载钢板施加竖向轴压荷载，套环会对上端加载段和下端加载段的UHPC柱产生套箍作用，使得UHPC柱不会发生局部破坏；
步骤S6：在竖向轴压荷载作用下，套环会随着构件的压缩变形而协调变形，使得竖向轴压荷载不会作用于中间试验段的外包钢管。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012255285A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Takenaka Komuten Co Ltd | コンクリート充填鋼管柱 |
| CN103837404A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-06-04 | 河北联合大学 | 受圆钢管约束高强灌浆料局部冲压性能试验加载装置 |
| CN207408060U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-25 | 华侨大学 | 钢管混凝土受压本构关系的测试结构 |
| CN108414357A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-08-17 | 福州大学 | 一种实现钢管约束混凝土试件轴压的装置及其工作方法 |
| CN208187851U (zh) * | 2018-05-07 | 2018-12-04 | 福州大学 | 一种实现钢管约束混凝土试件轴压的装置 |
| CN218646741U (zh) * | 2022-05-26 | 2023-03-17 | 福州大学 | 一种钢管约束uhpc柱轴压承载力试验装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012255285A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Takenaka Komuten Co Ltd | コンクリート充填鋼管柱 |
| CN103837404A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-06-04 | 河北联合大学 | 受圆钢管约束高强灌浆料局部冲压性能试验加载装置 |
| CN207408060U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-25 | 华侨大学 | 钢管混凝土受压本构关系的测试结构 |
| CN108414357A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-08-17 | 福州大学 | 一种实现钢管约束混凝土试件轴压的装置及其工作方法 |
| CN208187851U (zh) * | 2018-05-07 | 2018-12-04 | 福州大学 | 一种实现钢管约束混凝土试件轴压的装置 |
| CN218646741U (zh) * | 2022-05-26 | 2023-03-17 | 福州大学 | 一种钢管约束uhpc柱轴压承载力试验装置 |
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