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圆钢管橡胶混凝土柱轴压性能研究
圆钢管橡胶混凝土柱轴压性能研究
摘要
本文主要研究了圆钢管橡胶混凝土柱的轴压性能。通过压杆试验，分析了不同直径、不同钢壁厚度、不同混凝土强度等因素对柱的承载能力的影响，并探讨了圆钢管橡胶混凝土柱的力学特性。结果表明，增加钢管的直径和钢壁厚度可以提高柱的承载能力；增加混凝土的强度可以增强柱的刚度和承载能力，但在一定范围内，增加混凝土的强度对柱的承载能力的提高效果有限。
关键词：圆钢管橡胶混凝土柱；轴压性能；承载能力；力学特性
Abstract
Thispapermainlystudiestheaxialcompressionperformanceofroundsteeltuberubberconcretecolumns.Throughthepressurerodtest,theinfluenceofdifferentdiameters,differentsteelwallthicknesses,differentconcretestrengthsandotherfactorsonthebearingcapacityofcolumnsisanalyzed,andthemechanicalcharacteristicsofroundsteeltuberubberconcretecolumnsareexplored.Theresultsshowthatincreasingthediameterandsteelwallthicknessofthesteeltubecanimprovethebearingcapacityofthecolumn;increasingthestrengthoftheconcretecanenhancethestiffnessandbearingcapacityofthecolumn,butwithinacertainrange,theincreaseinthestrengthoftheconcretehasalimitedeffectontheimprovementofthebearingcapacityofthecolumn.
Keywords:roundsteeltuberubberconcretecolumn;axialcompressionperformance;bearingcapacity;mechanicalcharacteristics
1.研究背景
圆钢管橡胶混凝土柱是近年来发展起来的一种新型构件，它采用钢管作外形，内部填充混凝土和橡胶颗粒，具有轻质、高强、节能等优点。由于其具有优良的力学特性和经济性，在建筑、桥梁等工程中得到了广泛的应用。因此，对圆钢管橡胶混凝土柱的轴压性能进行研究，对工程实践具有重要的意义。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本研究采用的圆钢管橡胶混凝土柱的规格为Ф114×6.5mm和Ф168×5.5mm，其中钢管材质为Q235A，混凝土强度等级为C30和C40，橡胶颗粒尺寸为3-5mm。
2.2实验方法
本研究采用压杆试验，并通过数值模拟进行辅助分析。压杆试验采用1000KN载荷试验机，载荷控制方式为恒速加载法，加载速率为0.5mm/min。测试过程中，记录载荷-位移曲线，以及柱的破坏形态和承载力等参数。数值模拟采用ABAQUS软件进行，设置模型参数和边界条件，并进行静力分析和破坏模式的预测。
3.实验结果与分析
3.1圆钢管直径和钢壁厚度的影响
实验结果表明，圆钢管直径和钢壁厚度是影响柱的承载能力的重要因素。圆钢管直径增大，柱的承载能力也随之增大；而钢壁厚度增加，柱的承载能力也会增大。这是因为钢管的加强作用使得柱的刚度和强度增加，同时还可以有效控制柱的侧向位移。
3.2混凝土强度的影响
实验结果还表明，混凝土强度是能够影响柱的刚度和承载能力的重要因素。当混凝土强度增大时，柱的刚度和承载能力也随之增大。但在一定范围内，增加混凝土的强度对柱的承载能力的提高效果有限，这是因为橡胶颗粒会引起混凝土的空隙率增加，而大量的裂缝对混凝土强度的提高也有一定影响。
4.结论
通过压杆试验和数值模拟的方法，本文研究了圆钢管橡胶混凝土柱的轴压性能，得出以下结论：
（1）圆钢管直径和钢壁厚度是影响柱承载能力的重要因素，增加钢管的直径和钢壁厚度可以提高柱的承载能力。
（2）混凝土强度是能够影响柱的刚度和承载能力的重要因素，增加混凝土的强度可以增强柱的刚度和承载能力，但在一定范围内，增加混凝土的强度对柱的承载能力的提高效果有限。
因此，在工程实践中，需要合理选择圆钢管的直径和钢壁厚度，并适当控制混凝土的强度，以提高圆钢管橡胶混凝土柱的承载能力和经济性。