H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能研究.docx

H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能研究
1.引言
钢筋混凝土组合异形柱因其具有较好的力学性能，广泛应用于建筑结构中。在实际工程中，为了提高柱子的承载能力，常采用对钢柱进行加强的方式，如在柱身周围包裹钢板，但是这种加强方式在造价和施工方面存在一定的困难。因此，采用钢筋混凝土组合柱的形式，既能减少使用钢板的数量，又能增强柱子的承载能力，同时在施工方面也较为简便，因此受到越来越多的关注。
本文旨在研究H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱在偏压状态下的力学性能，为有关结构设计提供参考。
2.实验设计
2.1材料
混凝土采用标号为C30的普通混凝土，钢筋采用HRB335级别的热轧钢筋，H型钢为Q345B级别的钢材，L形方钢管为Q235B级别的钢材。
2.2.模型设计
本次实验采用的模型结构为H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱，在偏压状态下进行力学性能测试。模型结构如图1所示。
图1模型结构示意图
其中，外层为L形方钢管，中间为混凝土，内层为H型钢。L形方钢管直径为120mm，壁厚为6mm，H型钢的型号为H200×200×8×12，柱长为1800mm。
2.3实验方法
本次实验采用静力试验法进行力学性能测试。在试验过程中，模型悬空固定在测试机上，分别施加纵向压力到试验柱顶部至柱底部一定的程度，记录应变和应力数据，以得出力学性能参数，如极限承载力、屈曲承载力、初始刚度等。
3.结果与分析
3.1极限承载力
本次实验中测得异形柱的极限承载力为269.8kN。该结果表明，在偏压状态下，H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱具有较高的承载能力。
3.2屈曲承载力
在试验过程中，当施加到一定荷载时，异形柱开始产生侧向位移，继续增加荷载后，在柱子的中部产生明显的弯曲。此时，柱子的屈曲承载力已经达到了极限承载力。
测得的屈曲承载力为214.3kN，与柱子的极限承载力的比值为0.79。这表明，在某些情况下，柱子的屈曲承载力可能会成为柱子承载能力的主要限制因素。
3.3初始刚度
在试验开始时，异形柱的初始刚度为2111kN/mm。随着荷载的增加，柱子的刚度逐渐减小。在某个滞距下，柱子的刚度急剧下降，出现明显的软化现象。
4.结论
本文通过对H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱在偏压状态下进行静力试验，得出以下结论：
1.异形柱的极限承载力为269.8kN，具有较高的承载能力。
2.柱子在屈曲状态下的承载能力已受到限制，屈曲承载力为214.3kN。
3.柱子的初始刚度为2111kN/mm，随着荷载的增加，柱子的刚度逐渐减小，出现软化现象。
综上所述，H型钢连接L形方钢管混凝土组合异形柱是一种具有良好力学性能的结构形式，可广泛应用于建筑结构中。