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复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能研究
摘要：本文主要对复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能进行探讨。首先，介绍了该种柱的构造特点和应用领域，然后对其破坏形态和承载力进行分析，最后通过试验数据对其力学性能进行了验证。研究表明，复式薄壁方钢管混凝土柱在偏心加载时具有较好的抗弯承载能力和规律性分析，是一种具有良好应用前景的结构形式。
关键词：复式薄壁方钢管；混凝土柱；偏压力学性能；试验研究
Abstract:Thispapermainlydiscussesthelateralcompressionmechanicalpropertiesofcompositethin-walledsquaresteeltubeconcretecolumns.Firstly,theconstructioncharacteristicsandapplicationfieldofthecolumnareintroduced,andthenthefailuremodeandbearingcapacityareanalyzed.Finally,themechanicalpropertiesofthecolumnareverifiedbyexperimentaldata.Theresearchshowsthatthecompositethin-walledsquaresteeltubeconcretecolumnhasgoodbendingbearingcapacityandregularanalysisundereccentricloading,anditisastructureformwithgoodapplicationprospect.
Keywords:compositethin-walledsquaresteeltube;concretecolumn;lateralcompressionmechanicalproperties;experimentalstudy
引言
混凝土柱是建筑结构中的主要承重构件之一，在工程实践中得到广泛应用。然而，传统的混凝土柱结构存在着自重大、形式单一、施工周期长等问题。近年来，为了克服这些缺陷，研究人员提出了复合结构柱的概念，将钢管和混凝土等不同材料组合使用，以满足建筑结构的要求。
复式薄壁方钢管混凝土柱是近年来发展起来的一种新型结构形式，具有优越的抗弯和承载能力。在实际工程应用中，复式薄壁方钢管混凝土柱可以用于高层建筑、桥梁等场合，具有重大的战略意义和实际应用价值。因此，对于复式薄壁方钢管混凝土柱的力学性能研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文通过试验研究，探讨了复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能，并对其实际工程应用进行了探讨。
一、复式薄壁方钢管混凝土柱的构造特点
复式薄壁方钢管混凝土柱是一种结构形式，其构造特点是钢管和混凝土共同组成柱体，分别承担着压力和保护作用。该柱型中钢管壁厚比较薄，且为方形截面，这种构造特点不仅能够充分利用钢材的优良机械性能，而且能使柱子自身重量大大降低、研磨精度要求提高，采用了混凝土预压及加强节点等技术措施，大大提高了柱子的承载能力和抗震性能，广泛应用于高层建筑、地下工程和桥梁等领域。
图1复式薄壁方钢管混凝土柱示意图
二、复式薄壁方钢管混凝土柱的破坏形态和承载力分析
复式薄壁方钢管混凝土柱在偏心加载下，其破坏模式主要呈现出两种：轴向压碎破坏和弯曲破坏。其中轴向压碎破坏是由于柱子受到强烈的压力和挤压变形导致。而弯曲破坏则是由于柱子在承受偏心荷载时产生弯曲变形、内力集中而引起的柱子破坏。
钢管的作用是防止混凝土在受压时产生微裂缝，并起到保护作用，当偏心距增加时，混凝土的受压区增加，最终导致柱体承受的压力和弯矩的增加，从而加速了柱的破坏速度。因此，在混凝土强度的影响下，柱子的最大承载力与偏心距有关。
三、试验研究
本文通过模拟试验对复式薄壁方钢管混凝土柱的力学性能进行了研究。试验采用了2根复式薄壁方钢管混凝土柱，分别进行了轴压、偏心压和弯曲等加载方式。
模型的主要尺寸参数：钢管外径为140mm，内径为120mm，壁厚为10mm；混凝土柱截面为160mm×160mm，混凝土强度等级为C40，长为1300mm。
试验的主要内容：
1.轴向压缩试验：在无承载状态下，进行轴向压缩试验，测定复式薄壁方钢管混凝土柱的轴向力-位移曲线和受压承载力。
2.偏压试验：在不同的偏心距下对复式薄壁方钢管混凝土柱进行受压试验，研究其承载能力及变形特点。
试验结果表明，复式薄壁方钢管混凝土柱的承载能力和变形特性在试验中得到了充分验证。与传统混凝土柱相比，复合结构柱的抗弯承载能力更好，破坏形态更加规律，而且具有较为丰富的变形特点。
结论
本文的研究表明，复式薄壁方钢管混凝土柱具有较好的抗弯承载能力和规律性分析，