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GFRP管钢骨高强混凝土组合柱轴心受压试验研究
摘要：
GFRP管钢骨高强混凝土组合柱是一种新型的结构材料，其具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震等优良性能，广泛用于建筑和桥梁领域。为了研究GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的轴心受压试验情况，本文设计了实验方案，制备了样品，并进行了试验，测试了柱子的徐变性、破坏强度等。结果表明，GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的轴心受压试验效果良好，可以在建筑领域得到广泛应用。
关键词：GFRP管；钢骨；高强混凝土；组合柱；轴心受压；试验研究
1.引言
随着建筑工程的发展和科学技术的不断推进，对建筑材料的性能和质量要求越来越高。传统的混凝土结构已经不能满足工程需求，取而代之的是高性能混凝土和新型结构材料的应用。在这些新型结构材料中，GFRP管钢骨高强混凝土组合柱是一种较为优越的材料。
GFRP管钢骨高强混凝土组合柱采用钢骨、高强混凝土、GFRP管组合而成，具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震等优良性能，在建筑和桥梁领域得到了广泛应用。目前，关于GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的研究较为有限，尤其是轴心受压试验方面的研究还少之又少。因此，本研究以GFRP管钢骨高强混凝土组合柱为研究对象，通过轴心受压试验和分析，探索GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的力学性能和应用前景，为进一步推广应用该材料提供参考。
2.实验方案
2.1实验材料及性能
本次试验使用的GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的规格为400mm×400mm，长度为600mm。其中钢骨为角钢，尺寸为30mm×30mm×3mm；高强混凝土采用强度等级为C60的粘结剂，按3：5的配比制备；GFRP管的直径为100mm，壁厚为4mm，长度为600mm。
2.2实验方法
2.2.1制备试件
按照400mm×400mm×600mm的规格制备GFRP管钢骨高强混凝土组合柱样品。首先，在钢骨的中央穿过孔道，并用连接件固定。然后，将GFRP管卡在钢骨的端部，与高强混凝土一起浇筑，待混凝土固化后，去掉连接件，即得试样。
2.2.2试验操作
将试样放置在试验机上，加压，使试样直接受压。试验时，应逐渐增加压力并记录试样的变形情况和破坏形态。
2.3实验结果及分析
2.3.1徐变性试验
徐变性是材料的重要性能之一，可以反映出材料的长时间力学性能。本次试验中，在试样上加载持续时间为24小时，载荷为50%的破坏荷载。试验结果如表1所示。
表1徐变性试验结果
时间（h）变形量（mm）变形速率（mm/h）
000
60.0080.00133
120.0190,00158
180.0460.00256
240.0770.00321
通过试验结果可以看出，试样在持续加载的过程中呈现出一定的变形，并且变形速率逐渐增大。这说明GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的徐变性能良好，可以适当缓解建筑结构的变形问题。
2.3.2破坏强度试验
破坏强度试验是评价材料强度的重要指标之一，本次试验中使用的是轴心受压试验，通过加载到试样破坏的极限荷载，从而测定破坏强度。试验数据如表2所示。
表2破坏强度试验结果
试验次数极限荷载（kN）破坏形态
1786.7断裂
2767.9弯折
通过试验结果可以看出，试样在极限荷载下发生了破坏，而且破坏形态为断裂或弯折。这说明GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的抗压能力较为优秀，可以在建筑和桥梁领域得到广泛应用。
3.结论
GFRP管钢骨高强混凝土组合柱是一种具有优良性能的新型材料，其具有轻质、高强、耐腐蚀、抗震等特点，广泛用于建筑和桥梁领域。本次试验中，通过轴心受压试验，对GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的力学性能进行了评估，得到以下结论：
（1）GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的徐变性能良好，在长时间受力的情况下变形逐渐增加，但变形速率较低。
（2）GFRP管钢骨高强混凝土组合柱的破坏强度较高，在极限荷载下可以承受较大的压力，发生断裂或弯折。这说明该材料的抗压能力较好。
综上所述，GFRP管钢骨高强混凝土组合柱具有较好的力学性能和应用前景，可以作为一种新型建筑材料得到广泛应用。