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水养护，并以不同龄期按照《水工混凝土试验规程》 ［１３］ 进行伴随试件的力学性能试验，结果见表 ２，以
了解立柱混凝土力学性能。
表 １ 混凝土配合比

３
材料用量?（ｋｇ?ｍ ）
水胶比 粉煤灰?％ 砂率?％ 减水剂?％ 引气剂? 
水 水泥 粉煤灰 砂 中石 小石
０．４２ ２５ ３９ ０．７ ０．４ １３１ ２３４ ７８ ７６８ ６０６ ６０５

表 ２ 伴随试件混凝土力学性能试验结果

立柱编号 抗压强度?ＭＰａ 压弹模?ＧＰａ 拉弹模?ＧＰａ 极限拉伸 轴拉强度?ＭＰａ
２１ｄ ２８ｄ ２９ｄ ２９ｄ
１
３５．８ ４１．３ ４１．７ ２３．６ ２７．２ １２２．７ × １０ － ６ ３．１９
１４ｄ １７ｄ ２３ｄ ２３ｄ
２、３
３１．２ ３４．９ ４０．７ ２１．８ ２８．５ １１８．２ × １０ － ６ ３．２２

考虑试件龄期和形状尺寸影响，根据相关文献中抗压强度与弹性模量的关系、抗拉强度与抗压强
度的关系和棱柱体抗压强度与标准试件抗压强度的关系 ［１４］ 、不同龄期的抗压强度关系 ［１５］ 、极限拉伸
应变与抗拉强度的关系 ［１６］ ，可以根据表 ２伴随试件的试验结果推算出立柱试验时立柱混凝土的力学性
能见表 ３，其中 ２号柱和 ３号柱试验时的养护龄期分别为 ２１ｄ和 ２３ｄ。

表 ３ 钢筋混凝土柱的混凝土力学性能推算值

抗压强度 弹性模量?ＧＰａ 轴拉强度 棱柱体抗压强度
立柱编号 龄期?ｄ 极限拉伸应变
?ＭＰａ 压缩弹模 拉伸弹模 平均值 ?ＭＰａ ?ＭＰａ
２ ２１ ３８．９５ ２１．６ ２８．１ ２４．８５ ３．１４ １１６．７ × １０ － ６ ２９．６
３ ２３ ４０．７０ ２１．８ ２８．５ ２５．１５ ３．２２ １１８．２ × １０ － ６ ３０．９

３ 立柱试验结果及分析

３．１ 承载力试验结果 采用 １５０００ｋＮ万能材料试验机对混凝土立柱进行压缩试验，加载速率按照等
油缸位移速率控制，约为 ４８～１２０ｋＮ?ｍｉｎ。试验机给出的三个立柱的破坏荷载、峰值抗压强度、以及
引伸计给出的与峰值强度对应的极限压应变和相应的压缩模量见表 ４，其中压缩模量取曲线上升段前
段的割线模量，对应的应力应变曲线见图 ４，柱体端部的破坏形貌见图 ５。试验前引伸计安装在立柱
中间段的混凝土正面和背面，标距为 ４５ｃｍ，正面即预设钢筋凸出方向的所在面，背面与正面相对。
从表 ４可以看出，１号、２号和 ３号立柱的抗压强度分别为 ２６．６ＭＰａ、２４．０ＭＰａ和 ２６．９ＭＰａ，其中 ２
号柱的抗压强度比 １号柱和 ３号柱低约 １０％，可显见保护层厚 ５ｃｍ时柱内立筋对抗压强度的不利影
响。同时对于保护层厚 ８ｃｍ的 ３号柱，其立筋对抗压强度的影响似可以忽略。说明保护层厚度越大，
立筋对柱体承载能力的影响就越小，当保护层达到一定厚度时，无侧向箍筋的立筋对柱体承载能力基
本无影响。值得注意的是，３号柱的破坏荷载虽然最高，但引伸计得到的极限压应变反而最小，这与
立柱的应变不均匀分布有关，详见下面 ３．３节的应变分析。
表 ４ 混凝土立柱力学性能压缩试验结果

立柱编号 破坏荷载?ｋＮ 抗压强度?ＭＰａ 极限压应变 压缩模量?ＭＰａ
１ １８２４ ２６．６ １５７０ × １０ － ６ １９９２０
２ １６４８ ２４．０ １５１９ × １０ － ６ １９５５０
３ １８４３ ２６．９ １０８９ × １０ － ６ ２５９００

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