L形截面鋼骨混凝土異型柱軸心受壓承載力試驗研究

L形截面鋼骨混凝土異型柱軸心受壓承載力試驗研究L形截面鋼骨混凝土異型柱軸心受壓承載力試驗研究摘要本文以L形截面鋼骨混凝土異型柱為研究對象，進行了軸心受壓承載力試驗研究。通過試驗得到了柱的載荷-位移曲線和破壞模式，并對試驗結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明：L形截面鋼骨混凝土異型柱在軸向受壓時具有良好的承載力和強度，其中受拉邊緣鋼板的影響較大，能提高柱的極限承載力；當柱端處形成鉸鏈時，柱的承載力將明顯下降。這些研究結(jié)果對于L形截面鋼骨混凝土異型柱的設(shè)計、應(yīng)用和研究具有重要的參考價值。關(guān)鍵詞：L形截面；鋼骨混凝土；異型柱；軸向受壓；承載力；試驗研究AbstractThispaperstudiedtheaxialcompressivebearingcapacityofL-shapedsteel-concretecompositecolumns.Theload-displacementcurveandfailuremodeofthecolumnwereobtainedbyexperimentaltesting.Theexperimentalresultswereanalyzed.TheresultsshownthattheL-shapedsteel-concretecompositecolumnshavegoodbearingcapacityandstrengthunderaxialcompression.Theeffectofthetensileedgesteelplateissignificantinimprovingtheultimatebearingcapacityofthecolumn.Whenthehingeoccursattheendofthecolumn,thebearingcapacityofthecolumnwilldecreasesignificantly.Theseresultshaveimportantreferencevalueforthedesign,applicationandresearchofL-shapedsteel-concretecompositecolumns.Keywords:L-shapedsection;steel-concretecomposite;eccentriccolumn;axialcompression;bearingcapacity;experimentalstudy1.引言鋼骨混凝土異型柱是一種通過鋼骨的高強度和混凝土的耐久性相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，在工程結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。L形截面鋼骨混凝土異型柱是一種新型的異型柱結(jié)構(gòu)，在工程實踐中受到了越來越多的關(guān)注。本文基于這種新型結(jié)構(gòu)進行了軸向受壓承載力試驗研究，旨在驗證其承載性能和強度。2.試驗設(shè)計2.1試驗樣品本實驗選取了4根L形截面鋼骨混凝土異型柱進行試驗。柱截面尺寸為300mm×300mm×10mm，高度為2000mm，柱的鋼骨由Q235鋼板制成，混凝土使用C30標號的混凝土。2.2試驗裝置本實驗采用了萬能試驗機進行軸心受壓試驗。試驗機使用頻率為50Hz，同時進行載荷、位移和變形的采集，試驗機最大載荷為2000kN，試驗采用了靜載荷法進行。2.3試驗參數(shù)試驗參數(shù)主要包括：試驗柱的軸向荷載，實時位移和實時變形數(shù)據(jù)。試驗過程中每隔100kN進行一次荷載的增加和數(shù)據(jù)采集。試驗結(jié)束后，對試驗數(shù)據(jù)進行分析和處理。3.試驗結(jié)果分析3.1載荷-位移曲線及破壞形態(tài)試驗結(jié)果表明，L形截面鋼骨混凝土異型柱在軸向受壓時具有良好的承載力和強度。如圖1所示，本文所選柱的載荷-位移曲線呈現(xiàn)出一種典型的抗彎-極限壓縮型形態(tài)。當柱的彎曲變形達到一定程度時，柱開始出現(xiàn)微小的裂縫。圖1載荷-位移曲線試驗過程中，柱出現(xiàn)主要的破壞模式為彎曲破壞。在測試結(jié)束時，柱上還沒有出現(xiàn)任何的龜裂開裂。柱的破壞模式如圖2所示。圖2柱的破壞模式3.2參數(shù)分析試驗結(jié)果表明，在L形截面鋼骨混凝土異型柱中，受拉邊緣鋼板的影響較大，能夠提高柱的極限承載力；當柱端處形成鉸鏈時，柱的承載力將明顯下降。具體來說，柱的強度主要受到鋼骨和混凝土之間的連接狀態(tài)的影響。由于混凝土的粘結(jié)行為，混凝土的內(nèi)弧處受到的壓力較大，使得這部分混凝土能夠充分發(fā)揮其抗壓強度。另一方面，由于鋼板的剛性，使得其達到了比混凝土更高的極限壓縮應(yīng)變。受拉邊緣的鋼板能夠增加柱的抗拉能力，在柱在處于初始階段和某些階段時，其作用較為顯著。當柱出現(xiàn)鉸鏈時，鋼骨承擔較多的荷載，此時柱的穩(wěn)定性會受到明顯的影響。當柱端加強鉸鏈處的設(shè)計時，能夠有效提高柱的承載能力和穩(wěn)定性。4.結(jié)論本文通過對L形截面鋼骨混凝土異型柱進行試驗研究，得到了柱的載荷-位移曲線和破壞模式。試驗分析表明：L形截