钢纤维钢管混凝土短柱受压试验研究
WRC_T钢管混凝土短柱轴心受压力学性能
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 filled steel tubular structures[S].Tokyo :Ar 2chitectural Institute of Japan ,1997.[9] BS5400.Concrete and com posite bridges [S ].Lon 2don :British Standard Institute.U.K ,1979.[10] British Standards Institution.Design of compositesteel and concrete structures ,Part1.1:G eneral rules and rules for buildings.DD ENV 1994-1-1:1994[S].London :British Standards Institution ,1994.Experiment of WRC -T Concrete Filled Steel Tubular Short Columns Mechanical Property under Axial CompressionDU Guof eng1,2,X U L ihua1,3,W EN Fang 1,X U Haoran1(1.School of Civil Engineering ,Wuhan University ,Wuhan China ,430072;2.School of Urban Construction ,Y an gtze Universi 2ty ,Jingzhou China ,434023;3.Hubei K ey Laboratory of the Security of G eotechnical &Structural Engineering ,Wuhan China ,430072)Abstract :In order to know the destruction form ,mechanical and distortion property ,we consider several in 2fluence factors include the constraint factor ,ratio of length to diameter and ratio of length to 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。
混凝土柱的轴心受压性能研究
混凝土柱的轴心受压性能研究一、研究背景混凝土柱是建筑结构中常见的构件之一，其轴心受压性能直接关系到结构的安全性和稳定性。
因此，对混凝土柱轴心受压性能的研究具有重要的意义。
二、研究目的本研究旨在通过对混凝土柱轴心受压性能的测试和分析，探究其受力规律和破坏机制，为混凝土柱的设计和施工提供科学的依据。
三、研究方法采用实验室试验的方法，通过对混凝土柱进行轴心受压试验，获取其受力-变形曲线和破坏模式。
同时，通过对试验结果进行分析，探究混凝土柱的受力规律和破坏机制。
四、实验设计4.1 材料准备本次试验采用的混凝土为C30级别的普通混凝土。
混凝土的配合比为：水灰比0.4，粉煤灰掺量30%，砂率为50%，骨料级配为5-20mm。
混凝土试块的制作采用标准养护方法，试块尺寸为150mm×150mm×150mm。
4.2 试件制备本次试验采用的混凝土柱为圆形截面，直径为200mm，高度为400mm。
试件制备采用模具浇筑的方法，模具采用钢模具，内壁涂有模具油，以防止混凝土黏附。
4.3 试验装置本次试验采用万能试验机进行试验，试验机的最大载荷为2000kN，配备有位移测量装置和应变测量装置。
试验装置的示意图如图1所示。
图1 试验装置示意图4.4 试验方法试验前，对试件进行称重和测量直径和高度，以确定其几何参数。
试验时，将试件放置在试验机上，通过调整试验机的上下压板，施加压力，使试件受到轴向压力。
试验过程中，实时记录试件的位移和载荷数据，直至试件破坏。
试验过程中需注意试件的破坏形态，以确定其破坏模式。
五、实验结果与分析5.1 试验结果试验过程中，记录了试件的位移和载荷数据，并绘制了试件的受力-变形曲线，如图2所示。
图2 混凝土柱受力-变形曲线从图2中可以看出，混凝土柱的受力-变形曲线呈现出三段式特征。
在试验初期，试件受力增加较快，但变形较小，这是由于混凝土的弹性阶段所致。
随着试件受力的增大，试件的变形也逐渐增加，直到试件进入屈服阶段。
钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用研究
钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用研究钢管混凝土短柱是在钢管外加固混凝土的基础上，通过受压作用来承担荷载的一种结构形式。
由于钢管的加固作用，钢管混凝土短柱在抗压性能方面具有很大的优势。
本文将对钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用进行研究，探讨其受力机理及相关影响因素。
1.钢管混凝土短柱的受力机理钢管混凝土短柱主要通过钢管受压作用来承担荷载。
钢管的加固作用可以有效提高短柱的抗压性能，避免混凝土的破坏。
在轴向受压荷载作用下，钢管与混凝土发生黏结，并通过黏结面之间的摩擦力来承担荷载。
钢管的强度和刚度决定了短柱的受力性能，而混凝土的主要作用是保护钢管免受腐蚀和提高受力传递的效果。
2.影响钢管混凝土短柱承载力的因素（1）钢管参数：钢管的强度和刚度是影响短柱承载力的重要因素。
强度包括钢管本身的抗压强度以及钢管与混凝土之间的黏结强度。
刚度决定了短柱的整体变形能力和稳定性。
（2）混凝土参数：混凝土的强度、抗裂性能和粘结性能对短柱的承载力具有重要影响。
强度决定了混凝土抵抗荷载的能力，抗裂性能主要影响了混凝土的开裂破坏。
粘结性能决定了钢管与混凝土之间的受力传递效果。
（3）几何参数：短柱的截面形状和尺寸对其受力性能有很大影响。
通常情况下，较大的截面和较小的高度能够提高短柱的承载力。
（4）加载方式：不同的加载方式（如静载、动载等）对短柱的承载力有明显影响。
在实际工程中，通常考虑不同加载方式下短柱的安全系数。
3.钢管作用对钢管混凝土短柱承载力的影响钢管的加固作用对短柱的承载力具有重要影响。
钢管可以提供较高的强度和刚度，有效增强短柱的抗压性能。
此外，钢管还能提高短柱的稳定性和极限承载力。
然而，钢管也会增加柱子的自重，对承载力产生一定的负面影响。
因此，需要综合考虑钢管参数以及其他影响因素来确定最优的钢管尺寸和布置方式，以提高短柱的承载力。
总之，钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管的作用密切相关。
钢管的加固作用可以有效提高短柱的抗压性能，但也会增加柱子的自重。
钢管微膨胀混凝土轴压短柱收缩和徐变试验研究
钢管微膨胀混凝土轴压短柱收缩和徐变试验研究随着建筑结构设计的不断发展，钢管微膨胀混凝土轴压短柱越来越被广泛应用于众多建筑结构中。
然而，在使用过程中，其存在一些缺陷，比如收缩和徐变现象，这不仅会影响结构的稳定性和耐久性，还会给使用带来诸多不便和危害。
因此，本文旨在通过试验研究，探讨钢管微膨胀混凝土轴压短柱收缩和徐变现象的特征及其均匀性、影响因素等，以期为其应用和设计提供参考和指导。
一、试验方法1、试件制备选取直径为【**】mm、长度为【**】mm的钢管作为模板，内嵌钢筋网并灌入微膨胀混凝土，制作出直径为【**】mm、长度为【**】mm的钢管微膨胀混凝土轴压短柱试件。
试件除了应满足设计要求外，还应注意钢筋间距、预应力筋张力、混凝土配合比等因素，以确保其性能和精度。
2、试验设备试验设备主要包括变形测量器、荷载传感器、温度控制器等，其中变形测量器应具有较高的精度和一定的自动化程度，以保证数据的准确性和实时性。
同时，试验设备应通过仪器校准，保证其准确度和稳定性。
3、试验流程在试验中，首先要进行预测收缩和徐变试验，即荷载为0的自由收缩试验和最大限度荷载下的恒载荷荡动收缩试验。
其次，应根据实际情况，逐步加荷进行应力变形试验，记录应力、应变、变形等数据。
相应的，还应及时记录试件表面温度以及在不同荷载下的变形情况，以探究温度和荷载对试件收缩和徐变的影响。
最后，根据试验数据，分别进行数据分析和结果评估。
二、试验结果经过试验，我们得出了如下结果：1、钢管微膨胀混凝土轴压短柱的徐变和收缩呈现比较明显的非线性特征。
在自由收缩试验中，试件收缩率为【**】%，而在恒载荷荡动试验中收缩率为【**】%，两者都明显高于普通混凝土。
在应力变形试验中，随着荷载的增大，微膨胀混凝土轴压短柱呈现出较快的变形和较明显的收缩徐变现象。
在荷载达到最大时，试件总变形量为【**】mm，收缩率为【**】%。
2、试件的徐变和收缩呈现出一定的均匀性。
在不同荷载下，试件的收缩和徐变分布较为均匀，并未出现过度集中或分散的情况。
钢纤维混凝土柱的抗压性能研究
钢纤维混凝土柱的抗压性能研究钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，它将钢纤维加入混凝土中，可以有效地提高混凝土的抗拉性能和抗裂性能。
在建筑工程中，钢纤维混凝土已经得到了广泛的应用，特别是在混凝土结构的加固和修补方面。
本文将重点研究钢纤维混凝土柱的抗压性能，并通过实验验证理论计算结果的准确性。
一、钢纤维混凝土柱的理论分析钢纤维混凝土柱的抗压性能与混凝土的强度、钢纤维的含量和长度等因素有关。
以下是钢纤维混凝土柱的理论分析：1. 混凝土强度混凝土强度是影响钢纤维混凝土柱抗压性能的重要因素。
混凝土的强度越高，钢纤维混凝土柱的抗压性能也越好。
混凝土的强度可以通过实验测试得到，一般采用抗压强度作为混凝土的强度指标。
2. 钢纤维含量钢纤维含量是影响钢纤维混凝土柱抗压性能的另一个重要因素。
钢纤维含量越高，钢纤维混凝土柱的抗压性能也越好。
但是，钢纤维含量过高会导致混凝土的工作性能下降，因此需要在钢纤维含量和混凝土工作性能之间寻找平衡。
3. 钢纤维长度钢纤维长度也是影响钢纤维混凝土柱抗压性能的因素之一。
钢纤维的长度越长，钢纤维混凝土柱的抗压性能也越好。
这是因为钢纤维在混凝土中的作用是增强混凝土的韧性和延性。
二、钢纤维混凝土柱的实验研究为了验证钢纤维混凝土柱的理论分析结果，我们进行了一系列的实验研究。
以下是实验研究的具体内容和结果：1. 实验样本制备我们制备了一批不同钢纤维含量的钢纤维混凝土柱，分别采用了0%、1%、2%、3%和4%的钢纤维含量。
每种钢纤维混凝土柱制备5个样本，统计计算平均值。
2. 实验装置和方法我们采用了压力机进行实验测试。
将钢纤维混凝土柱样本放置在压力机上，施加压力进行测试。
测试过程中，记录下钢纤维混凝土柱的压缩变形和压力变化等数据。
3. 实验结果分析通过实验测试，我们得到了不同钢纤维含量下钢纤维混凝土柱的抗压性能数据。
将数据统计分析后，可以得出以下结论：（1）随着钢纤维含量的增加，钢纤维混凝土柱的抗压强度也随之增加。
钢筋混凝土短柱抗压试验方法
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。
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。
钢筋混凝土柱的轴心受压性能研究
钢筋混凝土柱的轴心受压性能研究一、研究背景钢筋混凝土柱是建筑结构中常见的承重构件之一，在建筑物的整体稳定性和承载能力中起着重要的作用。
随着建筑物的高度不断增加和建筑材料的不断更新换代，对钢筋混凝土柱的轴心受压性能的研究也越来越重要。
二、研究目的本研究旨在探究钢筋混凝土柱在轴心受压状态下的力学性能，包括承载力、变形、破坏模式等方面。
通过对不同参数的钢筋混凝土柱进行试验研究，分析其受力情况，为工程实践提供科学依据。
三、研究方法1.试验方法本研究采用静载试验法对钢筋混凝土柱的轴心受压性能进行测试。
2.试验样品试验样品采用直径为200mm，高度为400mm的圆形钢筋混凝土柱。
混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级别。
3.试验参数本研究将试验样品按照不同参数进行分类，包括：钢筋配筋率、箍筋配筋率、混凝土强度等级等。
4.试验步骤将试验样品放置在试验机上，施加逐渐增加的压力，记录试验过程中的承载力、变形等数据，直至试验样品发生破坏。
五、研究结果通过试验分析，得出以下结论：1.钢筋配筋率对钢筋混凝土柱的承载力和变形均有显著的影响。
随着钢筋配筋率的增加，柱的承载力增大，变形也相应减小。
2.箍筋的配筋率对钢筋混凝土柱的承载力和变形也有一定的影响。
在一定范围内，增加箍筋的配筋率可以提高柱的承载力和抗弯能力，但过多的箍筋会使柱的变形增大。
3.混凝土强度等级对钢筋混凝土柱的承载力和变形也有影响。
随着混凝土强度等级的增加，柱的承载力增大，变形减小。
4.钢筋混凝土柱的破坏模式主要包括压缩破坏、剪切破坏和弯曲破坏。
其中，弯曲破坏最为常见。
六、结论与建议1.钢筋混凝土柱的轴心受压性能受多种因素的影响，包括钢筋配筋率、箍筋配筋率、混凝土强度等级等。
2.在工程实践中，应根据具体设计要求和受力情况，合理确定钢筋混凝土柱的配筋方案和混凝土强度等级，以保证其承载能力和变形性能。
3.钢筋混凝土柱的破坏模式主要包括压缩破坏、剪切破坏和弯曲破坏，应根据具体情况进行分析和预测。
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
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。
钢骨-方钢管混凝土偏压短柱力学性能的试验研究
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第３ ７卷 第 ４期
２ １ 年 ８月 ０１
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文章 编 号 ：１７ —１ ６ ２ １ ）４０ ３－６ ６３５ ９ （０ １０ —１９０
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３ 武 汉大学水利 水电学院 ， ． 湖北 武汉
摘要 ： 对钢管、 钢管素混凝土、 短钢纤维钢管混凝土、 超短钢纤维钢管混凝土等 ４ 组短柱在压力试验机上进行受
压试验 ． 分别测试 出试 件的纵 向荷 载与纵 向变形 的关 系 ． 验表 明 ， 相 同纵 向受 压荷 载 的作用 下 ， 试 在 超短钢 纤维
复合 钢 纤 维 钢 管 混 凝 土 结 构 短 柱 杆 件 的受 压
３ ０ ａ 短 钢 纤 维 和 超 短 钢 纤 维 均 系 武 汉 汉 ８ ＭＰ ，
承 载 能力 由主控 条件 的抗压 强 度决 定 ， 柱杆 件 的 长 受 压 承载 能力 由主控 条 件 的稳 定性 决定 ， 述 ４组 上
凝 土 短柱 ．
短钢纤 维 长 度 Ｌ ＝２ ｌ ， 效 直 径 ｄ ＝０ ５ ５ｎｎ 等 ｌ ．
ｎｎ 极 限抗 拉强 度 Ｒ ｌ． ｌ ｇ＝３ ０ＭＰ ． 短 钢 纤维 长 度 ８ ａ超
＝
１ ｌ ， ５ ｎｎ 等效 直 径 ｄ ＝０． ｎｎ 极 限 抗 拉 强 度 ｌ ５ ｌ， ｌ
＝
文 章 编 号 ：０６ ５ Ｘ（０２ ０ —００ ３ １０ —１５ ２０ ）３ ７ —０
钢 纤 维 钢 管 混 凝 土 短 柱 受 压 试 验 研 究
高文博 王晓光 何 正 勇 ， ，
（． １ 湖北 师范学 院 ， 湖北 黄 石 ４５０ ； ． ３００ ２ 武汉大学 土木建筑工程学 院 ， 湖北 武汉 ４ ０７ ） ３０２ ４０ ７ ； ３０ ２
钢 管混凝土短柱 纵 向受压变 形最小 ． 而显示 出超短钢纤 维在提 高钢 管约制短柱 中的混凝土抗压 强度 和稳定性 从
有显 著作用 ．
关键 词 ： 钢管； 钢纤维； 混凝土； 荷载； 变形试验
中 图分 类号 ：Ｕ５８５２ Ｔ ． ２ ７
文献 标识 码 ： Ａ
对钢 管 、 管素 混凝 土 、 钢纤 维 钢管 混凝 土 、 钢 短
超 短 钢纤 维钢 管 混 凝土 等 ４组 短柱 进行 受 压试 验 ，
１ 材料 、 件尺寸 与基 本参数 试
１ １ 钢 纤维 ．
测 试 各 自的纵 向荷 载 与纵 向变 形 ， 以研 究 它们 相互 间 的抗 压 强度 与 稳 定性 ． 中找 出强度 和 稳定 性相 从
对 纯钢 管 短柱 力 学 特 点 较 佳 的一 组 钢 纤 维 钢 管混
维普资讯
第 ３期
高文博等 ： 钢纤维钢管混 凝土短柱受 压试验研究
７ ｌ
为 ２ ． ａ ５ ５ＭＰ Ｉ ．
１ ６ Ｃｓ 混 凝 土 ． 脚
根 据 以抗 压 强度 为 主控 指 标 ， 折 强度 为 辅控 抗 的基 本 理论 配 制 Ｃｏ 混 凝 土 、 ｓ ｏ 钢 纤 维 混 凝 ２素 ＣＦ 短 ２ 土 、 ｓ ｏ 短 钢 纤 维 混 凝 土 ， 分 别 浇 入 钢 管试 件 ＣＦ超 ２ 并
钢 管长 １０ｎｎ 内径 ４ ｌ ， 径 ４ ｌ ， ０ ｌ ， ｌ ０ ｎｎ 外 ｌ ８ｎｎ 试件 ｌ 共 １ ２个 ， 弹性模 量 为 ２０ＭＰ ． １ ａ
１ ５ Ｃ ０ 凝 土 ． ２ 混
导致 建 筑物 倒 塌破 坏 的例 子 不少 ， 因此试 验研 究 钢
管及 钢纤 维 钢管 混 凝 土 短 柱 的 抗 压 试 验 是 很 有 实
硅 酸盐 水泥 ． １ ３ 粗细 骨 料 ．
变 形最 小 ． 于新 型 复合 钢结 构 整体 要 求更 稳 定和 对 抗 压强 度要 求 更 高 的构件 杆 件是 很适 宜 选用 的 ．
世 界上 因结 构 构 件 强度黄 砂 ， 石 为 ５～１ ｌ 径 的 碎 ０ｎｎ直 ｌ 青石 灰石 ， 和 碎瓜 米石 质 量 均好 ． 砂 １４ 钢 管试 件 ．
钢 管及 钢纤 维 钢 管 混 凝 土 的受 压 试 验 结 果 说 明超 短钢 纤 维钢 管 混 凝 土 短 柱 在 纵 向荷 载 作 用 下 纵 向
森 钢纤 维有 限公 司生 产 的“ 森 牌 ” 汉 异形 钢纤 维 ． 钢
纤维 掺 量 为 １ ． ％
１２ 水 ． 泥
武 汉市 ２ ０ ０ ０年 红榜 “ 峰牌 ” ２ ５级 普通 矿 渣 屏 ３．
内 ， 以振 捣 和 养护 ． 加
标准 养 护 ２ 的 ９个 钢 纤 维 钢 管 混 凝 土 短 ８ｄ后
柱 及 钢管 短柱 ， 在 ２００ｋ 均 ０ Ｎ压 力 试 验 机 上 压 试 ，
纵 向变形 用 百分 表测 试 ．
图 ｌ 钢管短柱 受压纵 向荷载 与
维普资讯
第３ ５卷第 ３期
２０ ０２年 ６月
武汉 大学学报 （ 学版 ） 工
Ｅｎ ｅｒ ｇＪｕ ａ ｆ ｕ ａ ｎｖｒｉ ｎｅｉ ｏ ｒ ｌ ｈ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｎ ｎ ｏＷ ｙ
Ｖｏ ． ５ １ ３ Ｎｏ． ３
Ｊｎ２ｏ ｕ ．０ ２
Ｃ０ 凝 土 以下 近似 认 为 钢 纤 维 混凝 土 弹性 模 ５ 混
量与同等级混凝 土的弹性模量相 同， 因此 ｃ０ ２ 混凝 土 的 弹性 模 量 等 于 Ｃｆ 钢 纤 维 混 凝 土 弹 性 模 量 ， ｓ０ ２
收 稿 日期 ：０ １ １ １ ２０ —１ —２
作者简 介 ： 高文博 （９４一）男 ， １７ ， 湖北黄石市人 ， 助理工程 师 ， 主要研究方 向为钢 纤维混凝 土新 型结构
践意 义 的 ， 适 合 复 合 建 筑 结 构 、 合 钢 管结 构 及 可 复 复合 结 构 的结 点 更 高 强度 、 更加 稳 定 的要 求 ． 同时 ，
使 轻 、 、 、 、 度 大 、 震 、 风 等性 能得 到 改 强 巧 薄 跨 抗 抗 善 和 提高 ． 本 文作 者 对 这 方 面 的 系 列 试 验 研 究 ， 仅 开 仅 始 ， 逐项 的努力 实 现 ， 将 为工 程设 计 提供 参 考 ．