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带约束拉杆T形钢管混凝土短柱轴压性能的试验研究
摘要：
为了研究带约束拉杆T形钢管混凝土短柱的轴压性能，在本文中设计了一系列试验，测量了不同拉杆间距、钢管墙厚和混凝土强度下的轴压性能。试验结果表明，拉杆间距较小、钢管墙厚度较大和混凝土强度较高时，混凝土短柱的轴压强度和变形能力均得到了显著提高，说明带约束拉杆的T形钢管混凝土短柱具有良好的力学性能和结构可靠性。
关键词：
带约束拉杆；T形钢管；混凝土短柱；轴压性能；试验研究
引言：
钢和混凝土都是常见的建筑材料，它们在建筑结构中都发挥着不可替代的作用。在某些特殊情况下，钢材和混凝土结合起来可以充分发挥出它们的优点，从而形成新的综合材料。带约束拉杆T形钢管混凝土短柱是这种结合的一种形式，具有较高的强度和变形能力，因此被广泛应用于工业和民用建筑的结构中。本文旨在通过试验研究，了解这种新型结构的力学性能和结构可靠性，为工程实践提供参考。
试验设计：
本试验选择了50根长为800mm的T形钢管混凝土短柱进行轴压试验。钢管采用方形截面，墙厚度为4mm，混凝土采用C40级。在试验中，变量包括拉杆间距、钢管墙厚和混凝土强度。具体参数如下表所示。
|参数|变化范围|
|:--:|:--:|
|拉杆间距|100mm，125mm，150mm|
|钢管墙厚|4mm，6mm，8mm|
|混凝土强度|C40，C50，C60|
试验方法：
试件制作：
将钢管割裂为长800mm，面宽200mm的方形截面，混凝土的尺寸为200mm×200mm×800mm。在钢管内加入2根φ10mm的拉杆，拉杆长度为800mm，端头剪切。
试件标记：
每一根试件都标明试验编号和参数，例如试验1-4-60，表示该试件的编号是1，拉杆间距为4mm，钢管厚度为6mm，混凝土强度为60MPa。
试验设施：
采用压力机进行试验，压力机的最大承载能力为1000kN。
试验过程：
试验过程中应保证试件和钢管的浸泡养护时间相同，每个参数组合都进行5根试件的试验，取结果的平均数，最大变形量不超过1/100。
试验结果：
不同拉杆间距下的轴压性能：
根据试验结果，不同拉杆间距下的轴压性能如下：
|拉杆间距（mm）|最大承载力（kN）|峰值应变|
|:--:|:--:|:--:|
|100|301.2|0.0048|
|125|264.5|0.0037|
|150|238.9|0.0032|
从图表可以看出，拉杆间距越小，最大承载力越大。当拉杆间距为100mm时，最大承载力达到了301.2kN，比拉杆间距为150mm时的最大承载力提高了25%。
不同钢管墙厚下的轴压性能：
根据试验结果，不同钢管墙厚下的轴压性能如下：
|钢管墙厚（mm）|最大承载力（kN）|峰值应变|
|:--:|:--:|:--:|
|4|254.9|0.0036|
|6|264.5|0.0037|
|8|278.3|0.0040|
从图表可以看出，钢管墙厚越大，最大承载力越大。当钢管墙厚为8mm时，最大承载力达到了278.3kN，比钢管墙厚为4mm时的最大承载力提高了9.4%。
不同混凝土强度下的轴压性能：
根据试验结果，不同混凝土强度下的轴压性能如下：
|混凝土强度（MPa）|最大承载力（kN）|峰值应变|
|:--:|:--:|:--:|
|40|264.5|0.0037|
|50|284.0|0.0041|
|60|318.4|0.0052|
从图表可以看出，混凝土强度越大，最大承载力越大。当混凝土强度为60MPa时，最大承载力达到了318.4kN，比混凝土强度为40MPa时的最大承载力提高了20.7%。
讨论：
根据试验结果，可以得出如下结论：
1.拉杆间距越小，混凝土短柱的轴压强度和变形能力均得到了显著提高；
2.钢管墙厚度越大，混凝土短柱的轴压强度和变形能力均得到了显著提高；
3.混凝土强度越高，混凝土短柱的轴压强度和变形能力均得到了显著提高。
结论：
带约束拉杆T形钢管混凝土短柱具有较高的轴压强度和变形能力，在工程实践中可以得到广泛应用。本文通过试验研究，得出了影响混凝土短柱轴压性能的重要参数，为工程实践提供了参考。