·1146. 工程科学学报，第39卷，第8期 逐渐失稳破坏.在整个试验过程中，灌浆孔仍旧是关 移至钢板上下两侧，补强效果明显 键破坏部位，补强效果较差. (2)荷载-位移曲线分析. ③周边钢板补强与侧弯钢板补强方式下短柱在 图8为SQCC灌浆孔补强短柱的荷载-位移曲线， 试验初期的变形特征相似，均为变形较小的弹塑性变 其中图8(a)为侧弯钢板补强方式下短柱室内试验与 形阶段：当加载至短柱极限荷载的75%左右时，钢板 数值试验的荷载-位移对比曲线，图8(b)为侧弯钢板 上下两侧逐渐出现屈曲波波峰.整个试验过程中，灌 补强、开孔钢板补强、周边钢板补强三种补强措施下开 浆孔及附近位置无明显的变形现象，关键破坏部位转 孔短柱的荷载-位移对比曲线 3500r 3500 (a) 3000 3000 2500 2000 2500 逗1500 起2000 ·侧弯钢板补强 1000 。一室内试验 一数值试验 开孔钢板补强 1500 一周边钢板补强 500 100 6 10 0 位移mm 位移mm 图8不同补强方式下荷载-位移曲线.(a)侧弯钢板补强短柱数值与室内试验对比：(b)各补强方案对比 Fig.8 Load-strain curves for different strengthening methods:(a)comparison of ASS numerical and laboratory tests;(b)comparison of strengthe- ning schemes 分析可知： 补强方式下短柱的强度指标分别为148.7%、 ①侧弯钢板补强方式下SQCC开孔短柱室内试 130.2%、134.3%,经济指标分别为90.8%、78.8%、 验和数值试验的变形特点及荷载-位移对比曲线表 81.5%,可见含钢量相同时，侧弯钢板的补强效果最 明，其破坏形态和承载力结果均表现出很好的一致性， 好，短柱承载力最大、经济性最好，且应力集中程度降 验证了数值试验的合理性. 低最明显，因此针对SQCC150×8短柱灌浆孔进行侧 ②不同灌浆孔补强短柱的荷载-位移曲线基本形 弯钢板补强较为合适 态相似，可分为4个阶段：弹性变形阶段：弹塑性变形 2.2侧弯钢板长度影响规律 阶段：塑性变形阶段：稳定变形阶段 2.2.1方案设计 ③不同灌浆孔补强短柱的荷载-位移曲线处于弹 为了研究侧弯钢板的长度变化对SQCC开孔短柱 性变形阶段时，其直线斜率基本保持一致，表明在设计 补强效果的影响规律，设计了12组不同侧弯钢板长度 含钢量相同时，三种灌浆孔补强方式对弹性模量的影 参数的短柱数值试验，对比分析选出合理侧弯钢板长 响忽略不计 度方案.试验短柱只改变补强钢板的长度参数，其余 (3)强度及经济指标分析. 参数不变 表2为不同补强措施下短柱极限承载力结果对比 补强钢板长度参数及数值试验结果见表3 分析.本文定义强度指标α为灌浆孔补强后与补强之 2.2.2结果分析 前短柱极限承载力之比；定义经济指标Y为灌浆孔补 图9为不同侧弯钢板长度的短柱荷载-位移曲线， 强短柱的极限承载力与补强钢板体积之比. 图10为SQCC开孔短柱极限承载力随侧弯钢板长度 表2短柱极限承载力结果 的变化曲线. Table 2 Short column ultimate bearing capacity results 分析可知： 极限承 ①随钢板长度增加，SQCC150×8-ASS短柱的极 补强方式 强度指标， 经济指标， 载力/kN /% y/% 限承载力变化趋势分为两个阶段.第一阶段是快速增 侧弯钢板补强(ASS) 2782.48 148.7 90.8 加段，此阶段短柱的极限承载力增速提高显著，灌浆孔 补强效果提升明显：第二阶段是增速减缓段，此阶段短 开孔钢板补强(PPS) 2435.91 130.2 78.8 柱的极限承载力依旧保持增长趋势，但增长速率逐渐 周边钢板补强(SPS) 2512.40 134.3 81.5 减小，补强效果提升不明显. 由表2可知：侧弯钢板、开孔钢板和周边钢板三种 拟合得到短柱极限承载力F,与补强钢板长度1的工程科学学报,第 39 卷,第 8 期 逐渐失稳破坏. 在整个试验过程中,灌浆孔仍旧是关 键破坏部位,补强效果较差. 盂 周边钢板补强与侧弯钢板补强方式下短柱在 试验初期的变形特征相似,均为变形较小的弹塑性变 形阶段;当加载至短柱极限荷载的 75% 左右时,钢板 上下两侧逐渐出现屈曲波波峰. 整个试验过程中,灌 浆孔及附近位置无明显的变形现象,关键破坏部位转 移至钢板上下两侧,补强效果明显. (2)荷载鄄鄄位移曲线分析. 图 8 为 SQCC 灌浆孔补强短柱的荷载鄄鄄位移曲线, 其中图 8(a)为侧弯钢板补强方式下短柱室内试验与 数值试验的荷载鄄鄄位移对比曲线,图 8( b)为侧弯钢板 补强、开孔钢板补强、周边钢板补强三种补强措施下开 孔短柱的荷载鄄鄄位移对比曲线. 图 8 不同补强方式下荷载鄄鄄位移曲线. (a) 侧弯钢板补强短柱数值与室内试验对比; (b) 各补强方案对比 Fig. 8 Load鄄strain curves for different strengthening methods: (a) comparison of ASS numerical and laboratory tests; (b) comparison of strengthe鄄 ning schemes 分析可知: 淤 侧弯钢板补强方式下 SQCC 开孔短柱室内试 验和数值试验的变形特点及荷载鄄鄄 位移对比曲线表 明,其破坏形态和承载力结果均表现出很好的一致性, 验证了数值试验的合理性. 于 不同灌浆孔补强短柱的荷载鄄鄄位移曲线基本形 态相似,可分为 4 个阶段:弹性变形阶段;弹塑性变形 阶段;塑性变形阶段;稳定变形阶段. 盂 不同灌浆孔补强短柱的荷载鄄鄄位移曲线处于弹 性变形阶段时,其直线斜率基本保持一致,表明在设计 含钢量相同时,三种灌浆孔补强方式对弹性模量的影 响忽略不计. (3)强度及经济指标分析. 表 2 为不同补强措施下短柱极限承载力结果对比 分析. 本文定义强度指标 琢 为灌浆孔补强后与补强之 前短柱极限承载力之比;定义经济指标 酌 为灌浆孔补 强短柱的极限承载力与补强钢板体积之比. 表 2 短柱极限承载力结果 Table 2 Short column ultimate bearing capacity results 补强方式 极限承 载力/ kN 强度指标, 琢/ % 经济指标, 酌 / % 侧弯钢板补强(ASS) 2782郾 48 148郾 7 90郾 8 开孔钢板补强(PPS) 2435郾 91 130郾 2 78郾 8 周边钢板补强(SPS) 2512郾 40 134郾 3 81郾 5 由表 2 可知:侧弯钢板、开孔钢板和周边钢板三种 补 强 方 式 下 短 柱 的 强 度 指 标 分 别 为 148郾 7% 、 130郾 2% 、134郾 3% ,经济指标分别为 90郾 8% 、78郾 8% 、 81郾 5% ,可见含钢量相同时,侧弯钢板的补强效果最 好,短柱承载力最大、经济性最好,且应力集中程度降 低最明显,因此针对 SQCC150 伊 8 短柱灌浆孔进行侧 弯钢板补强较为合适. 2郾 2 侧弯钢板长度影响规律 2郾 2郾 1 方案设计 为了研究侧弯钢板的长度变化对 SQCC 开孔短柱 补强效果的影响规律,设计了 12 组不同侧弯钢板长度 参数的短柱数值试验,对比分析选出合理侧弯钢板长 度方案. 试验短柱只改变补强钢板的长度参数,其余 参数不变. 补强钢板长度参数及数值试验结果见表 3. 2郾 2郾 2 结果分析 图 9 为不同侧弯钢板长度的短柱荷载鄄鄄位移曲线, 图 10 为 SQCC 开孔短柱极限承载力随侧弯钢板长度 的变化曲线. 分析可知: 淤 随钢板长度增加,SQCC150 伊 8鄄ASS 短柱的极 限承载力变化趋势分为两个阶段. 第一阶段是快速增 加段,此阶段短柱的极限承载力增速提高显著,灌浆孔 补强效果提升明显;第二阶段是增速减缓段,此阶段短 柱的极限承载力依旧保持增长趋势,但增长速率逐渐 减小,补强效果提升不明显. 拟合得到短柱极限承载力 Fn与补强钢板长度 l 的 ·1146·