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中空夹层钢管混凝土轴压短柱火灾后剩余承载力的试验研究
摘要
本文通过中空夹层钢管混凝土轴压短柱的火灾后剩余承载力试验研究，探究了不同温度下中空夹层钢管混凝土轴压短柱的剩余承载力。研究结果表明，在火灾后，中空夹层钢管混凝土轴压短柱承载力具有较大的降低，随着温度的升高，承载力下降幅度也随之增大。
关键词：中空夹层钢管混凝土；轴压短柱；火灾；剩余承载力
Abstract
Thispaperexplorestheresidualbearingcapacityofhollowcoresteeltubeconcreteshortcolumnsunderdifferenttemperaturesafterafirethroughexperimentalresearch.Theresearchresultsshowthatthebearingcapacityofhollowcoresteeltubeconcreteshortcolumnhasasignificantdecreaseafterafire.Asthetemperatureincreases,thedegreeofreductioninbearingcapacityalsoincreases.
Keywords:hollowcoresteeltubeconcrete;shortcolumn;fire;residualbearingcapacity
一、引言
火灾是建筑结构工程中的一大灾害，它会严重损坏建筑物的结构和力学性能，甚至威胁到人们的生命安全。因此，火灾对建筑结构的耐火性能提出了严格的要求。目前，中空夹层钢管混凝土是一种新型的结构材料，其结构性能独特，特别适用于需要耐火性能的建筑工程。因此，研究中空夹层钢管混凝土的耐火性能，对建筑工程具有重要意义。
本文通过试验研究，探究了中空夹层钢管混凝土轴压短柱在不同温度下的剩余承载力。试验将利用MTS全自动材料试验机完成。通过分析试验结果，探究中空夹层钢管混凝土轴压短柱的耐火性能。
二、试验材料和试验方法
2.1试验材料
本试验中采用了规格为Ф219×10×1800mm的中空夹层钢管混凝土轴压短柱，试件制作材料为C30混凝土和Q235钢管。混凝土砂、石用量比例为1:2.5:3，水灰比为0.5。
2.2试验方法
首先，对试验材料进行加热，使其受到不同温度的热力作用，然后再进行剩余承载力试验。选择加热温度为300℃、500℃、700℃，保持加热温度1个小时。
试验采用MTS全自动材料试验机完成，加载速度为0.5mm/min。试验过程中，通过电子万能试验机连续对试件采集应变量，记录下试件承载力与应变量的变化曲线。试验结束后，进行试验结果的数据分析和统计。
三、试验结果与分析
3.1剩余承载力与温度的关系
通过试验记录数据进行分析，得出了不同温度下中空夹层钢管混凝土轴压短柱的剩余承载力。试验结果如下表所示。
表1不同温度下中空夹层钢管混凝土轴压短柱的剩余承载力
温度（℃）剩余承载力（kN）
30036.8
50019.4
7009.1
由表1可知，在火灾后，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的承载力随着温度的升高而降低。当温度升高到700℃时，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的承载力只有初始承载力的24.7%。
3.2应变量与温度的关系
通过试验记录的数据进行分析，得出了不同温度下中空夹层钢管混凝土轴压短柱的应变量。试验结果如下图所示。
图1不同温度下中空夹层钢管混凝土轴压短柱的应变曲线
由图1可知，在火灾后，随着温度的升高，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的应变量逐渐增大。当温度升高到700℃时，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的应变量比初始状态增加了近400倍。
四、结论
通过试验研究，得出以下结论：
1.在火灾后，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的承载力具有较大的降低，随着温度的升高，承载力下降幅度也随之增大。
2.在火灾后，中空夹层钢管混凝土轴压短柱的应变量逐渐增大，随着温度的升高增加速度增大。
本文的研究成果，可为今后中空夹层钢管混凝土轴压短柱的耐火性能提供有益的参考。