王琦等：方钢约束混凝土拱架补强机制研究及应用 .1147· 关系公式： 2900 F.= 2800 0.00492-0.17081+2468.8, (100≤1≤240)： 2700 -0.00382+3.2897l+2133.1,(240<1≤350). (2) 2600 当100≤1≤240时，拟合度R=0.9986:当240< 2500 1≤350时，拟合度R2=0.997. 240 100140180220260300340380 表3不同钢板长度短柱试验结果 钢板长度/mm Table 3 Test results of short column schemes with different plate 图10短柱极限荷载随钢板长度变化曲线 lengths Fig.10 Curve of short column ultimate load-plate length 补强钢板 极限承载强度指标， 类别 序号 长度/mm 力/kN 标较小：长度超过240mm时，短柱强度增速逐渐减小 y/% 并最终趋于平稳；综合对比分析，侧弯补强钢板厚度 1 100 2500.52 133.6 8mm时，长度在180~240mm范围内，灌浆孔周围应 2 160 2566.06 137.1 力集中程度低，短柱强度指标增长幅度最大，能达到 180 2596.09 138.7 138%~145%,补强效果较好. 200 2625.62 140.3 2.3侧弯钢板厚度影响规律 5 220 2664.12 142.4 2.3.1方案设计 侧弯钢板补强 6 240 2709.12 144.8 为了研究侧弯钢板厚度变化对SQCC短柱补强效 (ASS-8) 7 260 2735.75 146.2 果的影响规律，设计了10组不同侧弯钢板厚度参数的 280 2755.51 147.3 短柱数值试验，对比分析选出合理侧弯钢板厚度.试 9 300 2782.48 148.7 验短柱只改变补强钢板厚度，其余参数不变 0 320 2800.97 149.7 补强钢板厚度参数及数值试验结果见表4. 11 340 2814.15 150.4 表4不同钢板厚度的短柱试验结果 360 2829.26 151.2 Table 4 Test results of short column schemes with different plate thick- 注：ASS-8表示侧弯钢板厚度为8mm nesses 补强钢板 极限承载 强度指标， 4000r 类型 序号 厚度/mm 力/kN y/% 3000 2673.03 142.9 2 5 2709.72 144.8 20 3 6 2741.54 146.5 -100mm*-150mm ◆-200mm*-250mm 2767.60 1000 4 > 147.9 -300mm+350mm 侧弯钢板补强 5 2782.48 148.7 6 10 (ASS300) 6 9 2784.72 148.8 位移/mm 10 2786.69 148.9 图9不同钢板长度的短柱荷载-位移曲线 2788.35 149.0 Fig.9 Short column load-strain curve with different plate lengths 9 12 2790.21 149.1 ②SQCC开孔短柱极限承载力受侧弯钢板长度影 10 13 2792.13 149.2 响较大，当钢板长度小于180mm时，补强后的短柱关 注：ASS300表示侧弯钢板长度300mm 键破坏部位依旧在灌浆孔附近，灌浆孔位置首先出现 2.3.2结果分析 变形破坏现象，补强效果不明显，随钢板长度减小短柱 图11为不同侧弯钢板厚度的短柱荷载-位移曲 极限承载力变化逐渐趋于平缓：钢板长度大于180mm 线，图12为开孔短柱极限承载力随钢板厚度的变化 时，开孔补强后的SQCC短柱应力集中区和关键破坏 曲线 部位逐渐由灌浆孔及其附近位置向补强钢板上、下两 由上述分析可知： 侧转移，极限承载力持续增大 ①随侧弯钢板厚度增加，灌浆孔补强短柱的极限 ③当补强钢板长度小于180mm时，短柱强度指 承载力呈现先增大后趋于平缓的变化趋势，表明短柱王 琦等: 方钢约束混凝土拱架补强机制研究及应用 关系公式: Fn = 0郾 0049l 2 - 0郾 1708l + 2468郾 8, (100臆l臆240); - 0郾 0038l 2 + 3郾 2897l + 2133郾 1, (240 < l臆350) { . (2) 当 100臆l臆240 时,拟合度 R 2 = 0郾 9986;当240 < l臆350时,拟合度 R 2 = 0郾 997. 表 3 不同钢板长度短柱试验结果 Table 3 Test results of short column schemes with different plate lengths 类别 序号 补强钢板 长度/ mm 极限承载 力/ kN 强度指标, 酌 / % 侧弯钢板补强 (ASS鄄8) 1 100 2500郾 52 133郾 6 2 160 2566郾 06 137郾 1 3 180 2596郾 09 138郾 7 4 200 2625郾 62 140郾 3 5 220 2664郾 12 142郾 4 6 240 2709郾 12 144郾 8 7 260 2735郾 75 146郾 2 8 280 2755郾 51 147郾 3 9 300 2782郾 48 148郾 7 10 320 2800郾 97 149郾 7 11 340 2814郾 15 150郾 4 12 360 2829郾 26 151郾 2 注:ASS鄄8 表示侧弯钢板厚度为 8 mm. 图 9 不同钢板长度的短柱荷载鄄鄄位移曲线 Fig. 9 Short column load鄄鄄strain curve with different plate lengths 于 SQCC 开孔短柱极限承载力受侧弯钢板长度影 响较大,当钢板长度小于 180 mm 时,补强后的短柱关 键破坏部位依旧在灌浆孔附近,灌浆孔位置首先出现 变形破坏现象,补强效果不明显,随钢板长度减小短柱 极限承载力变化逐渐趋于平缓;钢板长度大于 180 mm 时,开孔补强后的 SQCC 短柱应力集中区和关键破坏 部位逐渐由灌浆孔及其附近位置向补强钢板上、下两 侧转移,极限承载力持续增大. 盂 当补强钢板长度小于 180 mm 时,短柱强度指 图 10 短柱极限荷载随钢板长度变化曲线 Fig. 10 Curve of short column ultimate load鄄plate length 标较小;长度超过 240 mm 时,短柱强度增速逐渐减小 并最终趋于平稳;综合对比分析,侧弯补强钢板厚度 8 mm 时,长度在 180 ~ 240 mm 范围内,灌浆孔周围应 力集中程度低,短柱强度指标增长幅度最大,能达到 138% ~ 145% ,补强效果较好. 2郾 3 侧弯钢板厚度影响规律 2郾 3郾 1 方案设计 为了研究侧弯钢板厚度变化对 SQCC 短柱补强效 果的影响规律,设计了 10 组不同侧弯钢板厚度参数的 短柱数值试验,对比分析选出合理侧弯钢板厚度. 试 验短柱只改变补强钢板厚度,其余参数不变. 补强钢板厚度参数及数值试验结果见表 4. 表 4 不同钢板厚度的短柱试验结果 Table 4 Test results of short column schemes with different plate thick鄄 nesses 类型 序号 补强钢板 厚度/ mm 极限承载 力/ kN 强度指标, 酌 / % 侧弯钢板补强 (ASS300) 1 4 2673郾 03 142郾 9 2 5 2709郾 72 144郾 8 3 6 2741郾 54 146郾 5 4 7 2767郾 60 147郾 9 5 8 2782郾 48 148郾 7 6 9 2784郾 72 148郾 8 7 10 2786郾 69 148郾 9 8 11 2788郾 35 149郾 0 9 12 2790郾 21 149郾 1 10 13 2792郾 13 149郾 2 注:ASS300 表示侧弯钢板长度 300 mm. 2郾 3郾 2 结果分析 图 11 为不同侧弯钢板厚度的短柱荷载鄄鄄 位移曲 线,图 12 为开孔短柱极限承载力随钢板厚度的变化 曲线. 由上述分析可知: 淤 随侧弯钢板厚度增加,灌浆孔补强短柱的极限 承载力呈现先增大后趋于平缓的变化趋势,表明短柱 ·1147·