Étude expérimentale des performances sismiques des colonnes courtes en béton à âme en acier en nid d'abeilles contraintes par des étriers en spirale haute résistance composites après exposition à haute température

LI Huayu ,  

YANG Yong ,  

XU Longkang ,  

HUANG Huiping ,  

ZHANG Shuaikang ,  

YANG Rui ,  

摘要

Afin d'étudier la performance sismique des colonnes courtes en béton à âme en acier en nid d'abeilles contraintes par des étriers en spirale haute résistance composites après exposition à haute température, quatre échantillons de colonnes courtes configurés différemment ont été conçus et soumis à des essais de chargement quasi-statique. Les variables expérimentales comprenaient la forme des étriers (étriers traditionnels, étriers en spirale croisée rectangulaire, étriers en spirale avec cercle intérieur et carré extérieur) ainsi que la durée d'exposition au feu (température ambiante, haute température). Le mécanisme de contrainte des étriers et les indices de dégradation à haute température ont été systématiquement étudiés quant à leur influence sur les modes de rupture des éléments, les caractéristiques d'hystérésis, la courbe de structure, la capacité portante, la ductilité et la capacité d'absorption d'énergie, et un modèle de force de récupération a été développé. Les résultats montrent : que la rupture macroscopique des colonnes courtes combinées était dominée par une rupture par cisaillement ; le système d'étriers en spirale avec cercle intérieur et carré extérieur permettait de créer un effet de contrainte spatiale continue et dense, freinant efficacement la dispersion du béton endommagé dans le cœur, augmentant régulièrement l'angle de déplacement latéral de rupture ultime de 1/40 à 1/30 ; le coefficient moyen de ductilité des échantillons avec étriers en spirale cercle intérieur et carré extérieur après haute température atteignait 2,42, soit une augmentation significative de 37,5 % par rapport aux échantillons avec étriers traditionnels dans des conditions équivalentes, et l'énergie cumulative dissippée en fin de charge augmentait de 41,82 %, atténuant notablement l'effet de pincement de la courbe d'hystérésis et le déclin brutal de la raideur dus à la haute température ; la combinaison du système d'étriers en spirale cercle intérieur et carré extérieur avec l'acier en nid d'abeilles démontrait une excellente tolérance aux dommages et une résilience d'application en ingénierie sous des multi-catastrophes après dommage thermique.

关键词

étriers en spirale haute résistance composites;béton en acier nid d'abeille;colonnes courtes en béton;haute température;forme des étriers;modèle de force de récupération

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