弱黏结薄壁圆钢管混凝土短柱轴心受压试验

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1、铁道建筑2015年第9期RailwayEngineering45文章编号：1003—1995(2015)09—0045—05弱黏结薄壁圆钢管混凝土短柱轴心受压试验张文江，孟志良，白永兵，苏胜昔，杜二霞(1．河北大学建筑工程学院，河北保定071002；2．河北农业大学城乡建设学院，河北保定071001)摘要：对5个薄壁钢管混凝土短柱进行了轴心受压试验。其中3个试件的钢管内壁与混凝土间的黏结作用被削弱，以研究此状态下核心混凝土与外钢管间荷载的传递方式、外钢管的受力状态以及试件的破坏模式。试验结果表明：

2、削弱核心混凝土与外钢管问的黏结作用造成加载端混凝土的荷载份额增大，在该部分发生局部破坏的可能性增大，钢管纵深部分承担的荷载减少；混凝土内部设置钢管可以增强混凝土的承载能力，同时有利于荷载向纵深传递，使荷载在较大区域内均匀分布，有利于材料性能的充分发挥，可以作为钢管削弱或者核心混凝土与钢管间黏结作用削弱条件下提高承载力的一种构造措施。关键词：界面弱黏结钢管混凝土薄壁短柱轴压试验中图分类号：TU375．3文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2015．09．14钢管混

3、凝土在建筑领域的应用日趋广泛，除了在1试验概况高层和超高层建筑中大量的工程实践外，开展钢管混凝土在低层和多层住宅结构中的应用研究具有很大的1．1试件制作实际意义。从经济性方面考虑，此类建筑的构件多倾设计制作了5个薄壁圆钢管混凝土短柱，试件编向于采用薄壁钢管混凝土，但是一些研究表明，由于薄号为WCFT一1～WCFT一5。外钢管采用165mm×2．2壁钢管混凝土构件的钢板厚度较薄，往往是钢管在尚mm×480mm直缝焊管，径厚比为75，长径比为2．9；未达到屈服强度的情况下就发生了局部屈曲，不仅降除试件

4、WCFT．1以外，其余试件外钢管均减短30mm低了构件的极限承载力，其材料性能也没有得到充分制作。内钢管采用89mm×4mm×300mm和89mm发挥。一些研究成果也建议采用加劲的方式增强钢管×4mm×200mm直缝焊管，钢管外壁焊接4,4mm×的刚度和增加钢板与混凝土之间的变形协调来解决，30mm短钢筋，短钢筋沿钢管周长等间距布置8根，沿虽然能够取得一些效果，但是同时也增加了施工的复轴向布置间距为30mm。外钢管钢材为Q345，内部钢杂性t-3]。1985年Sakino等进行了18个圆钢管混管钢

5、材为Q235。钢管内浇筑细石混凝土，强度等级为凝土轴心受压短柱试件的试验研究，试验采用了三种C40；为了减弱核心混凝土与外部钢管壁之间的黏结加载方式，其中一种加载方式是荷载仅仅作用在混凝作用，除了WCFT一1和WCFT一2以外的试件在外钢管土上，同时试件采用了涂抹润滑油的方式来减弱钢管的内部均涂抹了润滑油。除了WCFT一1以外的核心混与核心混凝土黏结作用。Sakino等的研究表明：在加凝土均高出外钢管50mm。为了提高混凝土端部抗压载初期，此类试件的轴压刚度最小，而后期的极限承载能力，WCFT一2

6、和WCFT一3在核心混凝土顶部100mm力最大。本文的试验研究以此为出发点，采用削弱钢范围内配置钢筋笼，钢筋笼保护层厚度为20mm。钢管内壁与核心混凝土间黏结作用的方法，由核心混凝筋笼纵筋直径为8根4，沿圆周等间距布置；环形分土提供轴向承载力；同时突出钢管对混凝土的径向约布筋为西3铁丝，间距30mm。WCFT-4在核心混凝土束作用，亦即削弱钢管的轴向受压份额，突出钢管环向顶部300mm高度内设置内钢管，WCFT-5在核心混凝的约束作用，寻求提高试件初期刚度和充分发挥钢管土顶部200mm高度内设置内

7、钢管。试件构造如图1材料性能的途径，为钢管削弱情况下的钢管混凝土构所示。试件钢管内细石混凝土立方抗压强度实测值为件设计提供参考。42．9N／ram。外钢管和内钢管钢材屈服强度实测值分别为329．9N／ram和293．0N／mm。收稿13期：2015—05-08；修回日期：2015—07-201．2试验加载基金项目：河北大学自然科学研究计划项目(2013—261)试件在2000kN压力试验机上进行轴压试验。作者简介：张文江(1968一)，男，江苏南京人，副教授，博士。试验装置如图2所示。试验采用电液

8、伺服压力试验机铁道建筑9f2试验结果．1．＼I．--E]本试验的工作着重于试件达到峰值荷载之前钢管与核心混凝土之间的内力传递的情况。试件WCFT一2丝、变片～WCFT一5在加载过程中尽管核心混凝土顶部突出部—_——_——_——●——分出现了局部压溃现象，但是核心混凝土顶部均没有低于钢管顶部，即在整个加载过程中荷载始终没有直‘接施加在钢管顶部。WCFT．1WCFT．2WCFT．3WCFT-4WCFT．52．1抗压刚度图1试件构造示意在进行试验的5个试件中，除了试件WCFT．1在加载的