偏压方钢管混凝土短柱的受力性能研究.pdf免费

钢结构工程研究⑧ ‘钢结构》2010增刊 偏压方钢管混凝土短柱的受力性能研究 闻洋1郝铭科2 1．内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，内蒙古包头014010；2．包钢 集团 公司，内蒙古包头014010 提要：通过构件偏心率和混凝土强度等参数的变化，对8根方钢管高强混凝土偏心受压短柱进行了试验 研究。结果表明，偏心率和混凝土强度对构件的承载力均有较大的影响，随偏心率的不断增大，钢管的紧 箍力对提高核心混凝土强度的作用逐渐减弱，构件的承载力明显降低，混凝土强度对承载力的影响随偏心 率增加逐渐减小。 关键词：方钢管；高强混凝土；偏压 1．引言 钢管混凝土是通过钢管和核心混凝土的相互作用而提高其工作性能，和圆钢管混凝土 相比，方钢管混凝土的核心混凝土受到的约束作用主要集中在截面的角部，因而其约束效 果不如圆钢管混凝土显著。但研究表明，方钢管混凝土的钢管对核心混凝土仍能提供较好 的约束，尤其可以有效地提高构件的延性，仍基本具备圆钢管混凝土的特点。除此之外， 方钢管混凝土还具有截面抗弯刚度较大，梁柱节点容易处理等优点【l吲，因而，方钢管混凝 土也同样受到研究者和工程技术人员的青睐，随着研究的不断深入，方钢管混凝土结构在 实际工程中的应用也将不断地增多。 目前对方钢管高强混凝土构件的研究也主要集中在轴压构件的试验研究和理论分析， 对于方钢管高强混凝土偏压构件的研究工作还很少M】，由于其受力性能的复杂性，对方钢 管混凝土构件的研究还不能象圆钢管混凝土构件那样从组合材料的本构关系的基础上获得 承载力的计算公式，只能通过由轴压短柱试验研究中获得的钢和混凝土的本构关系，按照 两种材料组合工作计算方法获得其承载力的计算公式【7】。为了研究方钢管混凝土柱的受力 性能，本文以偏心率和混凝土强度为控制参数，进行了方钢管混凝土偏压柱的试验研究， 分析各因素对其受力性能的影响。 2．试验研究 1 试验概况 本次试验构件为8根方钢管高强混凝土单向偏心受压柱，偏心率分别为0、0．333、0．667、 基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目 20091临0703 ：内蒙古自治区高等学校科学研究项目 SJ09086 钳结构工程研究⑧ 《铡结构》2010增刊 钢，钢板材质性能试验由拉伸标准试件，按《金属托伸试验方法》 GB228-87 中规定的 5蒙西普通硅酸盐水泥，骨料为5～15ram粒径的碎右和 方法进千] ，混凝f．配制采用P042 清水冲洗的天然河砂．掺八适量的减水剂。试验用配合比立¨表2和表3所示。试验用的方 钢管…四块矩形钢板拼焊而成，焊缝采用坡口焊形式，同时力¨上20mm厚的钢板作为试件 的端板，加工50mm厚的钢板作为试件的加载扳，井在卜面按预定的偏心距剔槽，三角槽 的上开口宽度为24mm、深度为10tom。加工时要求端板和加载板的两面平整。试验装置见 图I。 ……i；三 ，c：：j_ 三 二 “‘一M‘Pa”w 第组 试州 第组 试什 ¨q I l 目1*自*m目*H＆*W 测点按照试验口的在有代表性的位置尽量少的布置。在试件跨中截面每个侧面HI部沿 纵向和横向备贴一个应变”．同时在与偏心方_甲行的柱侧由l端部及离柱四分之一柱宽处 各贴纵向应变片，在一J偏心方向垂直的杜侧而端部备贴一横向应变片，日¨每个试件上布 钢结构工程研究⑧ 《钢结构》2010增刊 置二十四枚单向应变片。在柱中部布置水平方向的位移计来测量柱的侧向变形，在柱底端 布置垂直方向的位移计来测量柱子的纵向变形，如图l所示。 试验采取分级加载制，弹性范围内每级荷载约为预计极限荷载的1／10，每级荷载持荷 时间约为5rain。当钢管压区纤维达到屈服后，采用位移控制，取屈服时柱中点的最大位移 值，并以该位移的等倍数进行控制加载。 2 试验结果与分析 1 沿高度的应变分布 截面高度x关