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带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱受力性能试验研究
摘要
本研究主要针对带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行了试验研究，通过对试验结果的分析，得出了一些结论。首先，采用带肋薄壁方钢管作为混凝土轴压短柱的外包装可以有效地提高其受力性能。其次，混凝土的强度对短柱的承载能力有着决定性的影响。最后，当混凝土的强度超过一定值时，带肋薄壁方钢管的强度才成为短柱承载能力的主要限制因素。
关键词：带肋薄壁方钢管；混凝土轴压短柱；受力性能；试验研究
Abstract
Inthisstudy,theload-bearingperformanceoftheconcreteshortcolumnunderaxialcompressionwithribbedthin-walledsquaresteelpipeastheoutercasingwastestedandanalyzed.Someconclusionsweredrawnfromtheanalysisofthetestresults.First,usingribbedthin-walledsquaresteelpipeastheoutercasingcaneffectivelyimprovetheload-bearingperformanceoftheconcreteshortcolumn.Secondly,thestrengthofconcretehasadecisiveinfluenceonthebearingcapacityoftheshortcolumn.Finally,whenthestrengthofconcreteexceedsacertainvalue,thestrengthofribbedthin-walledsquaresteelpipebecomesthemainlimitingfactorforthebearingcapacityoftheshortcolumn.
Keywords:ribbedthin-walledsquaresteelpipe;concreteshortcolumn;load-bearingperformance;experimentalstudy
1.研究背景和意义
在建筑和桥梁结构中，混凝土柱是承载重力和抗风、抗震等水平外载作用的主要承载构件之一。随着钢管混凝土的广泛应用，用带肋薄壁方钢管作为混凝土柱的外包装逐渐成为一种新型的结构形式，广受青睐。带肋薄壁方钢管混凝土短柱作为这一结构形式的典型代表，其受力性能的研究对于推动新型结构的应用具有重要的意义。
本研究主要针对带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行了试验研究。通过分析试验结果，探讨了混凝土强度、带肋薄壁方钢管强度和短柱的几何参数对受力性能的影响，并得出了结论。
2.理论分析
2.1带肋薄壁方钢管混凝土短柱的受力机理
带肋薄壁方钢管混凝土短柱的受力过程可以分为两个阶段：首先，混凝土与带肋薄壁方钢管之间的界面处形成了一种较强的粘结。当受力时，混凝土的应力先由界面传递到带肋薄壁方钢管上，然后再由带肋薄壁方钢管传递到整个短柱。这个过程类似于带肋钢筋的作用，可以提高整个短柱的承载能力。其次，带肋薄壁方钢管的加强作用也是带肋薄壁方钢管混凝土短柱承载能力增加的重要原因。带肋薄壁方钢管的刚度和强度都比较高，可以有效地抵抗短柱在受力过程中的变形和破坏。
2.2影响带肋薄壁方钢管混凝土短柱受力性能的因素
在实际应用中，影响带肋薄壁方钢管混凝土翼柱受力性能的因素主要包括以下几点：
(1)混凝土的强度。混凝土的强度是短柱承载能力的最主要因素之一。
(2)带肋薄壁方钢管的强度。当混凝土的强度超过一定值时，带肋薄壁方钢管的强度成为短柱承载能力的主要限制因素。
(3)短柱的几何参数。除了混凝土和带肋薄壁方钢管的性质之外，短柱的几何参数（如长度、截面尺寸等）也会对其受力性能产生明显的影响。
3.试验设计
3.1试验样品制备
本试验采用了带肋薄壁方钢管混凝土短柱作为试验样品。短柱的截面为正方形，边长为125mm，厚度为10mm。混凝土强度等级为C20，水泥用量控制在300kg/m³。带肋薄壁方钢管的尺寸为125mm×125mm×3.0mm，钢管表面带有间距为20mm的肋骨。混凝土搅拌采用了普通黄沙、石子、水泥和水混合的方法，按照配合比将各种材料混合均匀，再倒入带肋薄壁方钢管中振实。
3.2试验方法
本试验采用压力试验机对带肋薄壁方钢管混凝土短柱的轴压性能进行了测试。试验过程中，首先将短柱放置在试验机的压力座上，然后逐渐施加压力，直到短柱发生破坏。试验数据包括短柱的最大承载力、屈服点等。
4.试验结果分析
通过对试验结果进行分析，可以得出以下结论：
(1)带肋薄壁方钢管作为混凝土轴压短柱的外包装可以有效地提高其受力性能。
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