竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压性能研究

为了克服平腹钢板面外刚度较低,容易屈曲且与混凝土黏结较弱的特点,将梯形波纹钢板引入PEC柱中,形成梯形波纹腹板PEC柱截面形式.为研究其轴压承载性能,设计并完成5根不同长细比和不同横向系杆间距的竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压试验,得到PEC柱试件在轴压作用下的破坏形态、荷载–位移关系曲线、荷载–应变关系曲线等.结果表明:所有柱的破坏失效模式具有相似性,都表现为翼缘鼓曲和混凝土压碎失效;由横向系杆、翼缘、波纹腹板组成的约束形式能够较好地约束混凝土,提高混凝土抗压强度,增强构件延性,提高变形能力;随着长细比增加,试件的初始刚度、峰值承载力均有所降低,但峰值后变形能力增强,延性较好;随着横向系杆间距的减小,试件的初始刚度、峰值荷载和延性系数均增大,试件具有更优越的轴心抗压性能.将有限元模拟结果与试验结果进行对比,在验证模型有效性的基础上,参考相关规范,结合试验结果和有限元拓展分析结果,利用叠加原理拟合得到竖向梯形波纹腹板PEC柱在轴心受压状态下的承载力计算公式.公式计算结果可靠度较高,且具有一定的安全储备,可为实际施工设计提供参考建议.