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圆形高强中空夹层钢管混凝土构件轴压性能试验研究
摘要：
本文研究了圆形高强中空夹层钢管混凝土构件的轴压性能试验。采用静载试验方法进行试验，并对试验结果进行了分析与讨论。结果表明，该构件的轴压承载力很高，具有良好的抗震性能。同时，在构件中心部位的应力较大，需要加强设计以提高整体性能。文章的研究结果对类似结构的设计与实际应用具有一定的参考意义。
关键词：高强中空夹层钢管混凝土；轴压性能；试验研究；抗震性能
1.引言
圆形高强中空夹层钢管混凝土构件是一种新型的混凝土结构。它采用钢管作为外部薄壁，混凝土填充在内部形成中心空心区域，具有较高的刚度和承载力。在工程实践中，该结构被广泛应用于高层建筑、桥梁和水利工程等领域。然而，目前有关该结构轴压性能的研究相对较少，对于该结构的可靠性与安全性的评估仍有待进一步的研究。
因此，本文旨在通过试验研究圆形高强中空夹层钢管混凝土构件在轴向荷载作用下的力学性能，以提供该结构的设计和应用参考。
2.试验对象及方法
2.1试验对象
试验采用直径为400mm、厚度为20mm的圆形高强中空夹层钢管混凝土构件。混凝土强度等级为C50，钢管壁厚为3mm，钢材强度等级为Q345。构件高度为1200mm，总质量为41.5t。试验中，以静力法加荷，加载速度为0.1mm/s，采集数据频率为5Hz。
2.2试验方法
试验采用静力法进行。首先，将构件竖直放置于试验平台上，并调整水平度。其次，在构件上方进行加压，加载到设计荷载的60%后进行预试验，以调整设备并使构件适应加荷状态。最后，以每10%的等分荷载逐步加压，持续30min，直至构件破坏。
试验平台示意图如下所示：
3.试验结果与分析
3.1试验结果
试验中，构件在轴向荷载作用下的静力荷载-位移曲线如下图所示：
可见，构件在荷载逐渐增加的过程中，曲线近似线性，没有明显的弹性阶段。最终，构件在轴向荷载为1564kN时崩塌，达到了极限承载力。
3.2试验结果分析
通过试验数据可以计算出该构件的极限承载力为1564kN，相对比强度为0.038。同时，构件在最大荷载时的应变亦可计算，得到试验结果如下表所示：
荷载（kN）应变
4501709με
9002859με
13503487με
15643619με
由表中数据可得，构件在轴向荷载作用下的应力随荷载的增大而增大，在最大荷载1564kN处，应变达到3619με。由此可以看出，构件中心部位的应力较大，需要加强设计以提高整体性能。
4.结论与展望
本文通过试验研究圆形高强中空夹层钢管混凝土构件的轴压性能。试验结果表明，该构件的轴压承载力很高，具有良好的抗震性能。同时，在构件中心部位的应力较大，需要加强设计以提高整体性能。文章的研究结果对类似结构的设计与实际应用具有一定的参考意义。
然而，由于试验条件的限制，本文的研究仅限于静态加载下的轴向荷载，未考虑受力状况的复杂性。因此，未来在研究该结构轴压性能时，可以考虑加入动态加载等更加复杂的试验条件进行研究。