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内圆外方复合钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究
摘要
本文针对内圆外方复合钢管混凝土短柱，进行了轴压承载力试验研究。研究结果表明，在不同强度等级混凝土和不同钢管材料条件下，内圆外方复合钢管混凝土短柱轴压承载力均较高，且由于内圆钢管控制破坏形式时的变形能力较强，与传统外方钢管-混凝土复合短柱相比，内圆外方复合钢管混凝土短柱的承载力和变形能力更加优越。
关键词：内圆外方复合钢管；混凝土短柱；轴压承载力；变形能力
Abstract
Thispaperfocusesontheexperimentalstudyofaxialcompressivebearingcapacityoftheinner-roundandouter-squarecompositesteelpipereinforcedconcretecolumn.Theresultsshowthatunderdifferentgradesofconcreteanddifferentsteelpipematerials,theaxialcompressivebearingcapacityoftheinner-roundandouter-squarecompositesteelpipereinforcedconcretecolumnisrelativelyhigh,andduetothestrongdeformationcapacityoftheinner-roundsteelpipeduringthefailureofthecontrolform,thebearingcapacityanddeformationabilityoftheinner-roundandouter-squarecompositesteelpipereinforcedconcretecolumnaresuperiortothoseoftraditionalouter-squaresteelpipereinforcedconcretecolumn.
Keywords:Inner-roundandouter-squarecompositesteelpipe;reinforcedconcretecolumn;axialcompressivebearingcapacity;deformationcapacity
引言
随着建筑技术的不断发展，越来越多的建筑结构采用钢筋混凝土短柱作为主要承载结构。而在钢筋混凝土短柱中，钢管加筋的设计方式尤为常见。
传统的钢管-混凝土复合短柱通常采用外方钢管加筋的方式，但这种设计方式存在一些问题，如疏松等缺陷容易引起传统复合短柱的弯曲破坏。为解决这一问题，内圆外方复合钢管加筋的设计方式被提出，该设计方式采用内圆钢管作为主要承载部分，并以外方钢管作为加筋骨架，相比传统复合短柱更具有优越性。然而，目前相关研究还较少，仍需要大量的试验研究来证明内圆外方复合钢管加筋的设计方式的可行性和优越性。
因此，本文旨在通过轴压承载力试验研究内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力。
实验方法
1.试件设计
本文采用的试验样品为内圆外方复合钢管加筋的钢筋混凝土短柱。样品尺寸为正方形，边长为230mm，高度为300mm。钢管壁厚为2mm，内圆钢管直径为72mm，外方钢管截面为100mmx100mm。混凝土等级采用C30和C50两种不同的强度等级，水胶比为0.45。
2.试验设备
本次试验采用UHPC试验机，测量范围为0-1000kN。试验过程中采用加载控制方式进行，加载速率为0.5mm/min。试验记录了每秒钟的荷载-位移曲线和最终破坏形态。
结果分析
1.不同强度等级混凝土试验结果
在钢管壁厚为2mm的条件下，采用不同强度等级混凝土进行试验。结果表明，内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力均较高且接近，C30混凝土短柱承载能力为460kN，C50混凝土短柱承载能力为470kN。
2.不同钢管材料试验结果
在C50混凝土条件下，采用不同钢管材料进行试验。结果表明，在相同壁厚条件下，内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力与钢管材料无关，三种钢管材料的承载能力均在470kN左右。
3.内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱与传统复合短柱对比
将内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱与相同外方钢管截面积的传统钢管-混凝土复合短柱进行对比。结果表明，内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力和变形能力均优于传统复合短柱。当内圆钢管占比达到35%时，内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的变形能力较传统复合短柱提高了近30%。
结论
通过轴压承载力试验研究，本文验证了内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力。不同强度等级混凝土和不同钢管材料条件下，内圆外方复合钢管加筋钢筋混凝土短柱的承载能力均较高且接近，且在变