不锈钢管约束混凝土短柱轴压性能试验

收稿日期:2007-12-15基金项目:湖北省建设科技计划项目(K200513)作者简介:杜国锋(1975—),男,博士研究生,主要从事钢-混凝土组合结构研究.文章编号:1671-2021(2008)06-0939-06WRC -T 钢管混凝土短柱轴心受压力学性能杜国锋1,2,徐礼华1,3,温　芳1,徐浩然1(11武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;　21长江大学城市建设学院,湖北荆州434023;31岩土与结构工程安全湖北省重点实验室)摘　要:目的了解WRC -T 钢管混凝土柱的破坏形态、受力和变形性能,考察约束效应系数、长细比、肢长腹比等参数的影响,探讨极限承载力计算方法.方法设计制作20个WRC -T 钢管混凝土短柱试件,通过轴心受压试验,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对短柱轴心受压力学性能的影响,参考国内外相关规范条文,通过试验数据回归分析,提出WRC -T 钢管混凝土短柱轴心抗压极限承载力的计算模型.结果试件呈剪切型或局部凸曲型破坏,提高约束效应系数可以明显提高试件的极限承载力和后期承载能力.结论WRC -T 钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;极限承载力公式计算结果与试验值符合较好;计算公式可供工程设计参考.关键词:钢管混凝土;组合柱;轴心受压;力学性能;短柱中图分类号:TU398+19 文献标志码:A 0　引　言组合焊接T 形或L 形钢管混凝土柱(Weld 2ing Rectangular Composite T -shaped or L -shaped Concrete -Filled Steel Tubular Column ,简称WRC -T 或WRC -L 钢管混凝土柱)是一种新型的异形钢管混凝土柱.异形截面钢管混凝土柱应用于高层住宅建筑能使结构避免肥梁肥柱,避免房间出现棱角,适合建筑平面布局,提高使用面积;也可用作多层地下室逆作法的承重支护结构,节约大量钢支撑,使地下室与地面以上同时施工,大大缩短了工期,提高了工程质量,对异形截面钢管混凝土柱的研究受到专家学者的普遍关注.目前,华南理工大学提出了带约束拉杆的T 形、L 形钢管混凝土柱[1],并进行一系列力学性能试验研究;同济大学进行了T 形、L 形钢管混凝土柱抗震性能研究[2],但国外相关研究资料尚未见报道.近年来,异形截面钢管混凝土柱已成功应用于广州新中国大厦、广州市名汇商城、江门中旅大厦等大型建筑工程中,广州百货大厦新楼和广州名励大厦等大型工程在设计上正在推广应用.然而,异形钢管大多是由多块钢板直接焊接而成,截面几何形状难以准确控制,不便于工厂或现场制作加工,焊缝难以保证质量,约束能力差,影响了其推广应用.为解决上述问题,寻找一种约束力强、施工方便的异形钢管混凝土柱,在总结各种异形钢管混凝土柱工程应用的基础上,提出将两根方形钢管直接焊接形成的WRC -T 或WRC -L 钢管混凝土柱,并对WRC -T 钢管混凝土短柱的力学性能进行试验研究,以期得到这种新型组合柱的破坏形态和极限承载力计算方法.1　试验概况111　试件的设计与制作试验共设计了10组共20个试件(试件截面形式如图1所示),相同型号的试件每组2个,试验实测承载力N s 为2个试件的平均值.试验主要考察管壁厚度t (可以看作约束效应系数2008年11月第24卷第6期　沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science )　Nov.　2008Vol 124,No 16ξ[3]),腹板宽度b、长细比λ等参数对试件力学性能的影响.试件各种参数及实测承载力值见表1.试件混凝土、钢板的材料性质,均按标准试验方法[4-5]实测而得,实测边长150mm混凝土试块立方体抗压强度为49196MPa,钢材力学性能指标详见表2,表2中f y为钢材屈服强度,E s为弹性模量.μs为泊松比,f s为极限抗拉强度. WRC-T钢管混凝土柱由矩形钢管型材焊接而成,即将钢管型材按设计长度截断,再根据T 形截面尺寸将两根钢管组合,通过焊缝连接在一起,并保证两端平整,对应每个试件加工两块厚10mm的方形盖板(尺寸如图1所示),先在空钢管一端将盖板焊上,然后浇灌混凝土,待混凝土养护两周后将端口磨平,在坑洼处填补高强水泥砂浆,最后焊上另一盖板,以期尽可能保证钢管与核心混凝土在试验加载时共同受力.所有构件的上下盖板焊接时要与空钢管几何对中,所有焊缝均按《钢结构设计规范》(G BJ50017-2003)进行设计,并保证焊缝质量.表1　试件参数及承载力实测值试件编号b/mm b1/mm b2/mm h1/mm h2/mm t/mm L/mmλζN s/kN WRC-T-18035351001004450712711382144 WRC-T-28060601001004450713011232225 WRC-T-315025251001004450710711572850 WRC-T-410050501001003450712501982250 WRC-T-510050501001004450712011292388 WRC-T-610050501001005450712211552580 WRC-T-710050501001004350516011302406 WRC-T-810050501001004550818111302385 WRC-T-910050501001004650101411302378 WRC-T-1010050501001004900141411302375表2　钢材的力学性能t/mm钢管型号f y/MPa E s/(105MPa)μs延伸率/%f s/MPa3100×2003141571192012522612411121100×1003061171188012612315392165 4100×100291156210012632512419153 100×20030513511915012542513420155100×1503151251190012492515427175100×802701201191012502418355125 5100×2003061502101012562416383135 100×1003001231193012602510381142图1　试件断面图112　承载力试验试验在武汉大学结构试验中心5000kN压力试验机上进行,见图2.笔者所指的轴心受压是指加载中心为T形试件的组合截面形心,计算时要考虑材料的弹性模量.试验初始阶段采用力控制方式分级加载,每级荷载为预计极限荷载的1/10,持荷时间为2min;当荷载达到预计极限荷载的75%以后改为位移控制加载,每级位移为预计总变形的1/20,持荷时间为2min,荷载值均由940　沈阳建筑大学学报(自然科学版)第24卷压力传感器读取.在试件的柱头和柱脚间设置4块百分表,分别测定图3所示的试件两个对角边柱头和柱脚间的相对位移,取两组百分表读数的平均值为试件的轴向变形值.为准确地测量试件的应变,在每个试件钢管外壁中截面处沿周长布置纵向和环向电阻应变片共16片,如图4所示,采用静态数据采集系统采集应变数据.图2　试验加载照片图3　百分表布置示意图图4　应变片布置示意图2　试验结果与分析211　试验现象对试件进行一次加载试验,在极限荷载的70%～80%之前,WRC -T 钢管混凝土短柱外观没有明显变化,但试件长边钢管与核心混凝土空鼓现象逐渐增多,范围逐步扩大,反映出钢管与核心混凝土的局部粘结已经破坏,但随着荷载继续增大,核心混凝土纵、横向变形增大,空鼓又逐渐被挤实,约束效应逐渐产生并增强.随着混凝土变形增大,其应力达到圆柱体抗压强度,试件达到极限承载力.在加载过程中,由焊缝连接的两个矩形钢管受力均匀、变形协调,能很好地协同工作,没有出现焊缝开裂现象.212　破坏形态试验发现,WRC -T 钢管混凝土短柱破坏形态有两种,即剪切型破坏和局部凸曲型破坏.WRC -T -1和WRC -T -3钢管混凝土柱,腹板宽度较大,截面回转半径较大,当外荷载加到极限荷载80%左右时,钢管壁上开始出现剪切滑移线,随着外荷增加滑移线由少增多,随后进入破坏阶段,试件典型破坏形态见图5;对于其他试件,腹板宽度相对较小,因此截面回转半径也相对较小,当外荷载达到极限承载力后,混凝土产生局部压碎,柱上、下端约10cm 处长边凸曲,随后试件承载力下降,在试件承载力下降过程中,柱上、下端约10cm 处短边b 也逐渐凸曲,与此同时试件其他部位也多处凸曲,试件典型破坏形态见图6.图5　剪切破坏形态图6　局部凸曲破坏形态213　试验结果分析21311　各参数对试件极限承载力的影响(1)肢长腹比所谓肢长腹比是指,当试件腹板高度h 2、肢厚h 1、肢长(b 1+b 2+b )或腹板宽度b 不变时,肢长与腹板宽度的比值,即a =(b 1+b 2+b )/b.考虑肢长腹比的变化可以更加合理地确定肢长和腹板宽度,为研究WRC -T 钢管混凝土短柱的极限承载力提供参考.为此,设计制作了WRC -T -第24卷杜国锋等:WRC -T 钢管混凝土短柱轴心受压力学性能941　2、WRC -T -3和WRC -T -4试件,并对其荷载-平均纵向应变曲线和极限承载力进行研究,见图7所示,三个试件的肢长、管壁厚度和腹板高度均相同,试件WRC -T -2的肢长腹比为215,试件WRC -T -4的肢长腹比为210,试件WRC -T -3的肢长腹比为1133,从图7可以看出,当肢长等参数相同时,随着肢长腹比的减小,试件极限承载力增大,增加腹板宽度可以显著提高试件的极限承载力.图7　WRC -T -2、3、5试件荷载-平均纵向应变曲线 (2)约束效应系数约束效应系数ζ=f y A s /f ckA c (式中,A s 和A c 分别为钢管和混凝土的总面积,f y 和f ck 分别为钢材的屈服强度和混凝土抗压强度标准值).在不改变试件截面大小和钢材(混凝土)强度等级的情况下,通过改变管壁厚度来改变试件的约束效应系数(3个试件的约束效应系数值见表1所示),设计制作了WRC -T -4、WRC -T -5和WRC -T -6试件,并对其荷载—平均纵向应变曲线和极限承载力进行研究,见图8所示,从图中可以看出,随着约束效应系数增大,试件极限承载力提高,试件荷载—平均纵向应变曲线的下降段更趋平缓;同时也说明提高约束效应系数有利于提高试件的后期承载力.图8　WRC -T -4、5、6试件荷载-平均纵向应变曲线 (3)长细比长细比是界定长、短柱的重要指标,根据柱截面形式的不同,可以用L /b (B 矩形)、L /D (圆形)来定义,其中L 为柱的无支高度或长度;B 为矩形截面短边尺寸;D 为圆形截面的直径.但对于异形柱来讲,上述定义难以实现,因此在总结相关文献的基础上,提出用L /i 来定义试件长细比,其中,L 为柱的计算长度,i 为截面的回转半径,按照文献[6]中的公式计算,取最小值,见式(1).i =E s Is +012E c I cE s A s +012E c A c,(1)式中:E s 、E c 为钢材和混凝土的弹性模量;A s 、A c 为钢材和混凝土的面积;I s 、I c 为钢材和混凝土截面惯性矩.为研究WRC -T 钢管混凝土短柱L /i 的限值,设计制作了WRC -T -5、WRC -T -7、WRC -T -8、WRC -T -9和WRC -T -10试件,并对其荷载-平均纵向应变曲线和极限承载力进行研究,见图9所示.同时,以长细比最小的WRC -T -5试件为基础,绘制相对长细比e (e 为各试件长细比与WRC -T -5试件长细比的比值)与试件相对极限承载力n 的关系曲线,见图10所示.图9　WRC -T -7、8、9、10试件荷载-平均纵向应变曲线图10　试件相对长细比与相对极限承载力关系曲线942　沈阳建筑大学学报(自然科学版)第24卷 从图9和图10可以看出,随着相对长细比的增大,试件极限承载力略有减小,但减小幅度在2%以内,试件荷载—平均纵向应变曲线的趋势一致,说明长细比在516～1414范围内的试件均可以认为是WRC-T钢管混凝土短柱.3　轴心受压极限承载力计算目前,国内外有关钢管混凝土结构的设计规范或规程主要有文献[6]～[10]、DBJ13-51-2003和CECS159:2004(2004)等,分别采用拟钢理论、拟混凝土理论、统一理论和叠加理论进行计算,但都未涉及异形钢管混凝土结构的设计计算方法.试验研究表明,提出的WRC-T钢管混凝土柱协同工作性能较好,其极限承载力可以视为两个组成部分极限承载力的叠加,因此,采用文献[6]、文献[8]和文献[10]中的计算公式对试件的大柱和小柱进行计算,将计算结果求和,并与笔者的试验值进行比较,结果见表3.从表3中可以看出,按文献[8]中公式计算的结果与笔者的试验结果比较接近.表3　承载力试验值与规范计算值比较试件编号试验值N s/kN按文献[6]计算N u/kN N u/N s按文献[8]计算N u/kN N u/N s按文献[10]计算N u/kN N u/N sWRC-T-12144124001581717018014680168 WRC-T-22225141101631954018816620175 WRC-T-32850161001562228017819110167 WRC-T-42250132301591831018115470169 WRC-T-52388146001612021018517230172 WRC-T-62580161801622240018719240175 在分析各国规范计算理论的基础上,笔者以文献[8]中的计算公式为参考,采用叠加理论计算试件的极限承载力.综合考虑钢材和混凝土强度等级,提出WRC-T钢管混凝土短柱极限承载力的计算公式,见式(2).并根据式(2)对WRC-T-1至WRC-T-6进行计算,将所得结果与试验结果进行对比,见表4.从表4中数据可以看出,式(2)计算结果与试验结果相似,当υ为0125时,两者之比的平均值为0190,均方差为01032;当υ为0145时,两者之比的平均值为0197,均方差为01033.式(2)可供工程设计参考.N u=f y A s+(1+υ)f ck A c,(2)式中:f y为试件各组合钢管的钢材屈服强度;A s 为试件各组合钢管的钢材截面面积;f ck为试件各组合部分混凝土的轴心抗压强度标准值;A c为试件各组合部分混凝土的截面面积;υ为核心混凝土抗压强度提高系数,取值为0125～0145,该系数受约束效应系数ζ的影响较大,当ζ≤1115时宜取小值,具体变化规律有待深入研究.表4　承载力试验值与式(2)计算值比较试件编号试验值N s/kN按式(2)计算υ=0125N u/N s按式(2)计算υ=0145N u/N sWRC-T-121441813018519450191 WRC-T-222252058019222230199 WRC-T-328502599019128070198 WRC-T-422502018019022020198 WRC-T-523882202019223800199 WRC-T-6258024180194255101984　结　论(1)在整个加载过程中,组成WRC-T钢管混凝土短柱的两个矩形钢管均匀受力,变形协调,能很好地协同工作,没有出现焊缝开裂现象.试件有剪切形和局部凸曲形两种破坏形态.长细比在第24卷杜国锋等:WRC-T钢管混凝土短柱轴心受压力学性能9431414以内时,试件的极限承载力相差最大值在2%以内,可以视为短柱.(2)影响WRC -T 钢管混凝土短柱力学性能的各参数中,约束效应系数对极限承载力影响最大,约束效应增强,试件的极限承载力提高,后期承载能力增强.当试件肢长、肢厚和腹板高度相同时,肢长腹比减小,试件极限承载力增大,实际工程中应尽量使腹板宽度取最大值.(3)在分析各国规范和各种计算理论的基础上,提出WRC -T 钢管混凝土短柱极限承载力计算公式,公式形式简单,可为工程设计参考.参考文献:[1]　龙跃凌,蔡健.带约束拉杆L 形钢管混凝土短柱轴压性能的试验研究[J ].华南理工大学学报,2006,34(11):87-92.[2]　王丹,吕西林.T 形、L 形钢管混凝土柱抗震性能试验研究[J ].建筑结构学报,2005,26(4):39-45.[3]　韩林海.钢管混凝土结构理论与实践[M ].北京:科学出版社,2004.[4]　中华人民共和国建设部G B/T 228-2002金属材料室温拉伸试验方法[S].北京:中国计划出版社,2002.[5]　中华人民共和国建设部G B/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准[S].北京:中国计划出版社,2002.[6]　ACI 318-99.Building code requirements for struc 2tural concrete and commentary[S].Detroit :American Concrete Institute ,U.S.A.,1999.[7]　AISC.U.S.A 1999Load and resistance factor designspecification for structural steel buildings ,2nd ed[S].Chicago :AISC ,1999.[8]　AI J.Recommendations for design and construction ofconcrete 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2sternum of member ,and discuss the formula for the ultimate bearing capacity.20WRC 2T concrete 2filled steel tube short columns were designed and manufactured.Axial compression test was carried out ,the load 2deformation relationship curves and ultimate bearing capacity were tested and the effect of each influence factor impact the pressure mechanic properties of this kind short column was analyzed.In this paper ,based on the conclu 2sion of domestic and foreign codes ,the formula for the axial compression bearing capacity of WRC 2T con 2crete 2filled steel tubular columns was deduced through the regression analysis of experimental data.The fail 2ure modes were shear failure and the local buckling failure ,the ultimate bearing capacity and later bearing capacity can be heightened obviously by increasing the constraint factor.The WRC 2T concrete 2filled steel tube short column which is composed of two rectangular steel tube columns can just work together very well and mechanical property is steady.The calculated results by the formula coincide with the experimental re 2sults so well that the formula can be valuable to the engineering design.K ey w ords :concrete 2filled steel tube ;composite column ;axial compression ;mechanical property ;short col 2umn944　沈阳建筑大学学报(自然科学版)第24卷。

钢管约束型钢高强混凝土短柱滞回性能试验研究的开题报
告
一、研究问题及背景
近年来，我国的建筑工程越来越呈现高、大、重的趋势，因此要求混凝土结构具有更高的强度和承载能力。

而钢管约束型钢高强混凝土短柱作为混凝土结构的一种新型材料，在满足这些需求的同时还具有良好的抗震性能，因此受到了广泛的关注。

然而，目前对于钢管约束型钢高强混凝土短柱的滞回性能研究还相对较少，特别是在大变形条件下的研究更是缺乏。

二、研究目的
本研究旨在通过试验方法研究钢管约束型钢高强混凝土短柱的滞回性能，在此基础上探索其在大变形条件下的力学性能，为设计和使用这种新型结构材料提供参考。

三、研究方法
本研究将选取一定数量的钢管约束型钢高强混凝土短柱进行荷载试验，并且利用数值模拟方法对其进行验证。

通过对试验数据的分析，包括力、位移、滞回曲线等，研究其滞回性能及大变形条件下的力学性能。

四、预期结果
通过本研究，预计可以获得钢管约束型钢高强混凝土短柱的滞回曲线和相关力学性能参数，并对其在大变形条件下的力学性能有所了解。

同时，还可以为该新型结构材料的设计和使用提供参考，为其在实际工程中的应用奠定基础。

五、研究意义
本研究对于提高建筑工程结构的安全性和抗震性能具有积极意义，同时可以为推广钢管约束型钢高强混凝土短柱的使用提供技术支持。

此外，研究结果还可以为相似结构材料的研究提供参考。

钢筋混凝土短柱抗压试验方法一、前言钢筋混凝土短柱抗压试验是研究钢筋混凝土结构的重要手段之一，也是工程设计和实际施工中必须进行的重要检验项目之一。

本文将介绍钢筋混凝土短柱抗压试验的方法和步骤。

二、试验前准备1. 材料准备试验所需材料包括水泥、砂、石子、水、钢筋等。

2. 设备准备试验所需设备包括混凝土搅拌机、模具、振动器、电子称、压力机等。

3. 模具制备制备模具时，应根据试验需要选择不同尺寸的模具。

模具内表面应平整，尺寸应符合试验标准要求。

4. 钢筋准备钢筋应根据试验需要选择不同规格和长度。

钢筋长度应略大于模具高度，以便在试验中将其固定在模具顶部。

5. 混凝土制备混凝土按照试验标准要求制备，应注意混凝土的配合比例和搅拌时间。

三、试验步骤1. 模具安装将模具放置在平整的工作台上，将模具底部垫上一层细沙或纸张，以免混凝土流出。

将钢筋放置在模具内，固定在模具顶部。

2. 混凝土灌入将预先制备好的混凝土倒入模具中，灌入量应略大于模具容积，以便在振动后能够填充模具内的所有空隙。

混凝土应均匀分布在模具内，并用振动器振动，以排除混凝土中的气泡。

3. 混凝土养护将模具中的混凝土养护，保持适宜的湿度和温度，以促进混凝土的硬化和强度发展。

4. 试件拆卸混凝土强度达到设计要求后，拆卸试件，清除表面的杂物和残留物。

5. 试验将试件放置在压力机上，以所需速率施加力，直至试件破坏为止。

记录压力、变形和应力等试验数据。

四、试验结果处理试验结果的处理包括强度计算和统计分析。

强度计算主要包括极限强度计算和折减系数计算。

统计分析包括平均值、标准差和变异系数等指标的计算。

五、试验注意事项1. 在试验前应仔细检查试验设备和材料，确保其符合试验要求。

2. 混凝土制备应按照试验标准要求进行，严格控制配合比例和搅拌时间。

3. 模具的制作和使用应符合试验标准要求。

4. 混凝土应养护适当时间，以保证其强度的发展。

5. 在试验过程中，应注意记录试验数据和观察试件变形情况。

穿孔肋拉杆约束方钢管混凝土短柱轴压试验研究1.概述在钢管混凝土结构中，肋拉杆被广泛应用于约束方钢管混凝土短柱中，以提高其受力性能。

而穿孔肋拉杆则相较于普通肋拉杆具有更好的约束效果，因此备受研究者的关注。

本文旨在通过轴压试验研究，探究穿孔肋拉杆约束方钢管混凝土短柱的受力性能，为实际工程中的设计和施工提供参考。

2.研究背景在地震及风灾等特殊情况下，钢管混凝土短柱承受着巨大的受力作用，而其受力性能直接关系到整个结构的安全性。

如何提高方钢管混凝土短柱的轴压性能成为结构工程领域研究的重点之一。

而肋拉杆的应用则是其中重要的一环。

穿孔肋拉杆作为新型的约束材料，其约束效果值得进一步地探究与研究。

3.政策法规与标准在进行实验研究时，我们将遵循相关的国家标准和规范，确保实验的准确性和可靠性。

国内相关的标准主要包括《钢管混凝土结构技术规程》（GB xxx-2014）以及《混凝土结构工程技术规范》（GB xxx-2010）等。

4.试验设计本次研究拟选取一定数量的方钢管混凝土短柱，分别采用普通肋拉杆和穿孔肋拉杆进行约束，通过加载作用下测量其轴压试验数据，对其受力性能做出分析。

5.试验方法5.1 材料准备在进行试验之前，我们将选用符合国家标准要求的方钢管混凝土及肋拉杆材料，并对其进行相应的力学性能测试。

5.2 模型制作选取一定数量的方钢管混凝土短柱作为试验模型，按照不同的约束材料进行制作，确保实验数据的可比性。

5.3 轴压试验通过加载作用下，测量其轴压试验数据，并根据相关的力学原理和理论分析，得出试验结果。

6.试验结果分析通过对试验结果的数据统计和分析，我们将得出穿孔肋拉杆约束方钢管混凝土短柱的受力性能的各项指标，包括承载能力、变形性能等。

7.结论通过本次试验研究，我们将得出穿孔肋拉杆约束方钢管混凝土短柱的受力性能是否优于普通肋拉杆的结论，为今后在工程实践中的设计和施工提供理论依据。

8.研究意义本次研究的结果将对工程实践具有指导意义，为提高工程结构的安全性和可靠性提供理论依据。

高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压力学性能康澜;陈宗霖;林益伟【期刊名称】《华南理工大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(50)7【摘要】本研究对9根圆钢管约束型钢混凝土短柱、1根圆钢管约束混凝土短柱、1根圆钢管型钢混凝土短柱开展了轴压力学性能试验,重点分析了钢管屈服强度、型钢屈服强度、钢管径厚比、混凝土强度等级、钢管内壁处理方式、钢管约束模式等重要参数对钢管约束型钢混凝土短柱的破坏模式,以及对轴压承载力和延性的影响规律。

结果表明:高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的破坏模式为整体剪切破坏,高强钢管表面没有发生明显的局部鼓曲,内置高强型钢有效地限制了混凝土斜裂缝的发展。

对于圆钢管约束型钢混凝土短柱,采用高强钢管、高强型钢相比采用普强钢管、普强型钢,试验轴压承载力与简单叠加轴压承载力的比值从1.37提升至1.49,延性系数从2.22提高至3.25,材料利用更充分,延性更优异,对核心混凝土的约束作用更强。

在《钢管约束混凝土结构技术标准》(JGJ/T471—2019)和本文参数分析结果的基础上,不考虑约束混凝土强度最大限值,采用已有的约束混凝土本构模型,提出了高强圆钢管约束高强型钢混凝土短柱的轴压承载力修正公式。

本研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

【总页数】12页(P1-12)【作者】康澜;陈宗霖;林益伟【作者单位】华南理工大学土木与交通学院;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TU375【相关文献】1.高强方钢管高强混凝土轴压短柱力学性能的有限元分析2.CFRP-钢复合管约束型钢高强混凝土短柱的轴压力学性能3.钢管高强混凝土柱的力学性能Ⅰ.轴压短柱的力学性能4.高温后圆与方钢管高强混凝土轴压短柱力学性能对比分析5.方钢管约束型钢超高强混凝土轴压短柱的力学性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

局部腐蚀钢管混凝土短柱的轴压性能测试局部腐蚀钢管混凝土短柱的轴压性能测试局部腐蚀是指钢管混凝土短柱在使用过程中，由于环境或其他因素导致某些部分的钢管发生腐蚀现象。

这种情况下，短柱的轴压性能可能会受到影响。

为了研究局部腐蚀对钢管混凝土短柱轴压性能的影响，我们可以进行以下步骤的测试。

1. 实验准备首先，准备一定数量的钢管混凝土短柱样品，并对它们进行编号和记录。

确保每个样品的尺寸和配筋布置相同，并且样品中选择具有相似腐蚀程度的钢管。

2. 腐蚀处理将选择的钢管表面进行局部腐蚀处理。

可以使用盐水、酸液或其他腐蚀介质进行腐蚀处理。

根据需要，可以控制腐蚀时间和腐蚀剂的浓度，以模拟实际使用环境中可能遇到的局部腐蚀程度。

3. 轴压性能测试使用万能试验机等设备，对腐蚀处理前后的钢管混凝土短柱样品进行轴压性能测试。

测试时，要确保加载速率均匀，并记录下载荷和位移的变化。

可以选取适当的试验参数，如最大荷载、变形等。

4. 数据分析根据轴压性能测试的结果，对样品的荷载-位移曲线进行分析。

比较腐蚀前后的性能差异，观察局部腐蚀对短柱的承载能力和变形性能的影响。

可以计算出样品的极限荷载、屈服荷载和残余荷载等参数。

5. 结果讨论根据数据分析的结果，讨论局部腐蚀对钢管混凝土短柱轴压性能的影响。

分析腐蚀程度与性能变化之间的关系，以及可能的破坏机理。

比较不同样品之间的差异，并提出可能的改进方法。

6. 结论与展望总结实验结果，得出对局部腐蚀钢管混凝土短柱轴压性能的影响的结论，并讨论其对工程实践的意义。

同时，可以指出进一步研究的方向，如探索更多不同腐蚀程度的影响、不同腐蚀介质的比较等。

通过以上步骤的测试和分析，可以全面了解局部腐蚀对钢管混凝土短柱轴压性能的影响，为相关工程设计和实践提供科学依据。

局部腐蚀钢管混凝土短柱轴压性能试验结果局部腐蚀钢管混凝土短柱轴压性能试验结果步骤一：引言腐蚀是钢管混凝土结构常见的问题之一，而局部腐蚀则更加具有挑战性。

本文旨在通过局部腐蚀钢管混凝土短柱的轴压性能试验，研究其破坏机理和受力性能。

通过对试验结果的分析，将深入探讨局部腐蚀对钢管混凝土结构的影响。

步骤二：试验设计首先，根据实际情况，选取一定数量的钢管混凝土短柱作为试验样本。

然后，在某一侧面对钢管进行局部腐蚀处理，模拟实际中常见的腐蚀情况。

接下来，将样本置于试验机上进行轴压试验，记录试验过程中的载荷-位移曲线和破坏形态。

步骤三：试验结果分析通过试验结果的分析，可以得到以下结论：1. 局部腐蚀对钢管混凝土短柱的轴压性能有明显的影响。

腐蚀部位降低了钢管的承载能力，导致短柱整体的强度下降。

2. 随着腐蚀程度的增加，试验样本的破坏形态发生了变化。

在未腐蚀部分，短柱以整体的方式发生破坏；而在腐蚀部分，钢管发生塑性变形并失效，导致破坏发生在腐蚀部位。

3. 腐蚀对试验样本的刚度也产生了影响。

腐蚀部位的刚度明显降低，导致整个试验样本的刚度减小。

步骤四：讨论和启示基于以上试验结果，可以得出以下结论和启示：1. 局部腐蚀对钢管混凝土结构的安全性和可靠性产生了不可忽视的影响。

在工程实践中，必须对局部腐蚀进行充分的考虑，并采取相应的防护措施。

2. 钢管混凝土结构的设计应该考虑到腐蚀对结构的影响，特别是在潮湿环境和腐蚀性介质中的使用情况。

3. 对于已经发生局部腐蚀的结构，需要采取相应的修复措施，以提高结构的承载能力和使用寿命。

步骤五：结论通过局部腐蚀钢管混凝土短柱的轴压性能试验，本研究深入探讨了腐蚀对钢管混凝土结构的影响。

试验结果表明，局部腐蚀对短柱的承载能力、破坏形态和刚度产生了明显的影响。

因此，在实际工程中，应当充分考虑腐蚀对结构的影响，并采取相应的预防和修复措施，以确保结构的安全性和可靠性。

引用格式：董尧韡, 王飞. 方形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能有限元研究[J]. 中国测试，2023, 49(8): 61-66. DONG Yaowei,WANG Fei. Study on bearing behavior of concrete-filled square stainless steel tube stub columns under axial compression[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(8): 61-66. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2021070069方形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能有限元研究董尧韡1， 王 飞2(1. 山西工程科技职业大学，山西 晋中 030619; 2. 太原理工大学土木工程学院，山西 太原 030024)摘　要: 不锈钢管混凝土（CFSST ）结构在工程的应用愈发广泛，但目前对其轴压性能的研究较少。

该文利用ABAQUS 创建方形不锈钢管混凝土短柱（CFSSST ）模型，并利用收集到试验结果对其进行验证。

采用已被验证的模型进行参数分析，研究截面宽厚比和混凝土强度对其轴心受压性能的影响，并将参数分析轴压承载力结果与GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》、欧洲规范EN 1994-1-1和美国钢结构规范AISC 360-16中钢管混凝土(CFST)短柱轴压承载力的计算值进行对比，结果表明：规范的计算值偏于保守。

最后，基于GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》提出适用于CFSSST 短柱轴压承载力的计算公式，收集到的试验结果与计算值吻合良好。

关键词: 方形截面不锈钢管混凝土短柱; 轴压承载性能; 有限元研究; 宽厚比中图分类号: TU398.9文献标志码: A 文章编号: 1674–5124(2023)08–0061–06Study on bearing behavior of concrete-filled square stainlesssteel tube stub columns under axial compressionDONG Yaowei 1, WANG Fei 2(1. Shanxi Vocational University of Engineering Science and Technology, Jinzhong 030619, China; 2. College ofArchitecture and Civil Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract : Concrete-filled stainless steel tube structures is widely used in engineering practice, however, the research on its axial compression performance is limited. In this paper, the compressive behavior of CFSSST stub columns has been investigated. The finite element (FE) software ABAQUS was to used to establish the FE analysis. Based on the experiments results, the validity of the FE model was verified. The influence of width-thickness ratio of the section and concrete strength on the compressive behavior of CFSSST stub columns was investigate by using the FE model, and parametric analysis results, which were compared with predicted load values by codes GB 50936—2014, EN 1994-1-1 and AISC 360-16, indicate that the predicted load values are the conservative. Finally, based on the code GB 50936—2014, the calculation formula for the ultimate capacity of CFSSST stub columns is proposed. Predicted values using the calculation formula agree well with the collected test results.Keywords : concrete-filled square stainless steel tube stub columns; axial compressive behavior; finite element analysis; width-thickness ratio收稿日期: 2021-07-11；收到修改稿日期: 2021-12-27基金项目: 国家自然科学基金(51378290)作者简介: 董尧韡（1984-），女，山西临汾市人，讲师，硕士，研究方向为建筑结构等。

钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能试验研究与分
析的开题报告
一、选题背景及意义
随着建筑结构工程的发展，钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的应用越来越广泛。

由于这种短柱在工程中重要性不断提升，需要对其机械性能进行深入研究，以确保其
质量和安全性。

本研究将针对钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能进行试验研究和分析，以期为该种结构的应用提供理论依据和技术支持。

二、研究目标和内容
（一）研究目标
1. 研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能；
2. 研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱在不同水平载荷下的破坏形态；
3. 探讨钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱强度和刚度之间的关系。

（二）研究内容
1. 对不同参数的钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱进行试验；
2. 观测和记录钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能和破坏形态；
3. 分析试验结果，得出结论。

三、研究方法和步骤
（一）研究方法
1. 采用数值计算方法进行理论分析；
2. 通过现场试验研究钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱的力学性能和破坏形态。

（二）研究步骤
1. 针对该结构进行理论分析，明确试验参数；
2. 进行试验，记录试验过程及结果；
3. 分析试验结果，得出结论。

四、研究预期成果
本研究将得出钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能的试验数据，并从中探讨和分析该结构的特点及优势。

最终得出结论，为该种结构的推广和应用提供理论依据和技术支持。