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带肋方钢管高强混凝土柱轴压性能试验研究
摘要
本文通过对带肋方钢管与普通混凝土柱的轴压性能试验的对比分析，探究了带肋方钢管混凝土柱的加强效果及其对轴压性能的影响。实验结果表明，带肋方钢管混凝土柱具有明显的承载性能优势，其极限承载力和变形性能均优于普通混凝土柱，并且带肋方钢管混凝土柱的强度提升的幅度与钢管肋数和肋间距密切相关。研究结果可为工程实践提供理论指导和技术支持，同时揭示了带肋方钢管混凝土柱的加强机理，为混凝土结构的安全性和可靠性提供有效保障。
关键词：带肋方钢管；混凝土柱；轴压性能；承载力；变形性能
Abstract
Thispaperinvestigatesthestrengtheningeffectofsquareribbedsteeltubeontheaxialcompressiveperformanceofconcretecolumnsbycomparingthetestresultsofsquareribbedsteeltubeandordinaryconcretecolumns.Theexperimentalresultsshowthatthesquareribbedsteeltubeconcretecolumnhasobviousbearingperformanceadvantages,anditsultimatebearingcapacityanddeformationperformancearebetterthanthatofordinaryconcretecolumns.Moreover,thestrengthimprovementofsquareribbedsteeltubeconcretecolumnsiscloselyrelatedtothenumberofsteeltuberibsandribspacing.Theresearchresultscanprovidetheoreticalguidanceandtechnicalsupportforengineeringpractice,andrevealthestrengtheningmechanismofsquareribbedsteeltubeconcretecolumns,providingeffectiveprotectionforthesafetyandreliabilityofconcretestructures.
Keywords:Squareribbedsteeltube;concretecolumn;axialcompressiveperformance;bearingcapacity;deformationperformance
1.引言
混凝土柱作为承担结构荷载的重要构件，在工程实践中受到广泛使用。然而，在现代建筑中，随着建筑高度的逐渐增加和结构荷载的不断升级，混凝土柱的设计和施工面临着越来越大的挑战。在此背景下，采用加强的方法提升混凝土柱的承载能力、延长其使用寿命、提高其安全性和可靠性成为现代建筑结构设计和施工的主要手段之一。
带肋方钢管混凝土柱是目前比较常见的一种混凝土柱加强形式。与普通混凝土柱相比，带肋方钢管混凝土柱在承载性能和变形性能方面具有明显优势，且施工方便、成本低、易于保养，并可有效改善混凝土柱的抗震性能。因此，对带肋方钢管混凝土柱的轴压性能进行研究具有重要的工程实践意义。
2.试验方案
2.1实验材料
2.1.1混凝土
试验采用C30混凝土，其配合比为：水泥：砂：石子=1：2.2：3.2，水胶比为0.4。
2.1.2钢管
本试验选用截面尺寸为150mm×150mm的正方形带肋方钢管，钢管壁厚为6mm，肋间距分别为50mm、75mm和100mm。
2.2试验装置
试验采用WDW-200液压拉压试验机，试验过程中采用应力-应变测试系统进行实时数据采集，并对试验数据进行处理和分析。
2.3试验参数
本试验共设计了9个试件，其中3个为普通混凝土柱，另外6个为带肋方钢管混凝土柱，其中带肋方钢管的肋间距分别为50mm、75mm和100mm，肋数分别为4和6，试件尺寸均为200mm×200mm×400mm。
3.试验结果分析
3.1极限承载力
试验结果表明，带肋方钢管混凝土柱的极限承载力明显高于普通混凝土柱，且其增长速度与肋数和肋间距密切相关。当肋数不变时，随着肋间距的增大，带肋方钢管混凝土柱的极限承载力呈下降趋势。当肋间距不变时，随着肋数的增大，带肋方钢管混凝土柱的极限承载力呈上升趋势。详细数据见表1和图1。
表1各试件极限承载力
|试件|极限承载力（kN）|
|-------------|------------------|
|普通混凝土柱1|78.4|
|普通混凝土柱2|80.1|
|普通混凝土柱3|79.2|
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