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L形截面钢骨混凝土异型柱轴心受压承载力试验研究
L形截面钢骨混凝土异型柱轴心受压承载力试验研究
摘要
本文以L形截面钢骨混凝土异型柱为研究对象，进行了轴心受压承载力试验研究。通过试验得到了柱的载荷-位移曲线和破坏模式，并对试验结果进行了分析。结果表明：L形截面钢骨混凝土异型柱在轴向受压时具有良好的承载力和强度，其中受拉边缘钢板的影响较大，能提高柱的极限承载力；当柱端处形成铰链时，柱的承载力将明显下降。这些研究结果对于L形截面钢骨混凝土异型柱的设计、应用和研究具有重要的参考价值。
关键词：L形截面；钢骨混凝土；异型柱；轴向受压；承载力；试验研究
Abstract
ThispaperstudiedtheaxialcompressivebearingcapacityofL-shapedsteel-concretecompositecolumns.Theload-displacementcurveandfailuremodeofthecolumnwereobtainedbyexperimentaltesting.Theexperimentalresultswereanalyzed.TheresultsshownthattheL-shapedsteel-concretecompositecolumnshavegoodbearingcapacityandstrengthunderaxialcompression.Theeffectofthetensileedgesteelplateissignificantinimprovingtheultimatebearingcapacityofthecolumn.Whenthehingeoccursattheendofthecolumn,thebearingcapacityofthecolumnwilldecreasesignificantly.Theseresultshaveimportantreferencevalueforthedesign,applicationandresearchofL-shapedsteel-concretecompositecolumns.
Keywords:L-shapedsection;steel-concretecomposite;eccentriccolumn;axialcompression;bearingcapacity;experimentalstudy
1.引言
钢骨混凝土异型柱是一种通过钢骨的高强度和混凝土的耐久性相结合的结构形式，在工程结构中得到了广泛的应用。L形截面钢骨混凝土异型柱是一种新型的异型柱结构，在工程实践中受到了越来越多的关注。本文基于这种新型结构进行了轴向受压承载力试验研究，旨在验证其承载性能和强度。
2.试验设计
2.1试验样品
本实验选取了4根L形截面钢骨混凝土异型柱进行试验。柱截面尺寸为300mm×300mm×10mm，高度为2000mm，柱的钢骨由Q235钢板制成，混凝土使用C30标号的混凝土。
2.2试验装置
本实验采用了万能试验机进行轴心受压试验。试验机使用频率为50Hz，同时进行载荷、位移和变形的采集，试验机最大载荷为2000kN，试验采用了静载荷法进行。
2.3试验参数
试验参数主要包括：试验柱的轴向荷载，实时位移和实时变形数据。试验过程中每隔100kN进行一次荷载的增加和数据采集。试验结束后，对试验数据进行分析和处理。
3.试验结果分析
3.1载荷-位移曲线及破坏形态
试验结果表明，L形截面钢骨混凝土异型柱在轴向受压时具有良好的承载力和强度。如图1所示，本文所选柱的载荷-位移曲线呈现出一种典型的抗弯-极限压缩型形态。当柱的弯曲变形达到一定程度时，柱开始出现微小的裂缝。
图1载荷-位移曲线
试验过程中，柱出现主要的破坏模式为弯曲破坏。在测试结束时，柱上还没有出现任何的龟裂开裂。柱的破坏模式如图2所示。
图2柱的破坏模式
3.2参数分析
试验结果表明，在L形截面钢骨混凝土异型柱中，受拉边缘钢板的影响较大，能够提高柱的极限承载力；当柱端处形成铰链时，柱的承载力将明显下降。
具体来说，柱的强度主要受到钢骨和混凝土之间的连接状态的影响。由于混凝土的粘结行为，混凝土的内弧处受到的压力较大，使得这部分混凝土能够充分发挥其抗压强度。另一方面，由于钢板的刚性，使得其达到了比混凝土更高的极限压缩应变。受拉边缘的钢板能够增加柱的抗拉能力，在柱在处于初始阶段和某些阶段时，其作用较为显著。
当柱出现铰链时，钢骨承担较多的荷载，此时柱的稳定性会受到明显的影响。当柱端加强铰链处的设计时，能够有效提高柱的承载能力和稳定性。
4.结论
本文通过对L形截面钢骨混凝土异型柱进行试验研究，得到了柱的载荷-位移曲线和破坏模式。试验分析表明：L形截面钢骨混凝土