圆钢管混凝土轴压柱力学性能的试验研究

摘要

为研究圆钢管混凝土轴压柱的力学性能，分析长细比和含钢率对此类试件力学性能的影响规律以及确定短柱、中长柱、长柱三者之间的界限长细比，本文以长细比和含钢率为主要参数，采用试验研究与有限元数值分析相结合的方法，对圆钢管混凝土轴压柱进行了研究。
　　在试验研究中，通过对14根轴压试件破坏模式的分析、荷载-应变曲线分析、不同荷载等级下试件的挠度曲线分析、荷载-泊松比曲线分析等，研究了长细比与含钢率对试件力学性能的影响规律。试验结果表明：长细比对试件力学性能的影响显著。随着长细比的增大，试件的极限承载力不断降低，试件的后期变形能力越来越小，钢管与核心混凝土之间相互作用的开始时刻不断前提且相互作用越来越弱，到长细比80时几近消失。含钢率对试件的力学性能有一定影响。含钢率越低，试件的极限承载力越小，钢管与核心混凝土之间相互作用开始的时刻愈加提前。
　　在试验研究的基础上，扩大了长细比与含钢率的参数范围，利用ABAQUS有限元软件进行了拓展分析。通过模型试件极限承载力的分析，研究了长细比、含钢率对此类构件力学性能的影响规律。研究结果表明：试件的极限承载力随长细比的增大呈下降趋势，但在不同的长细比区间内，极限承载力的下降趋势不同。试件的极限承载力随含钢率的减小而降低，但在不同的长细比下，含钢率对试件极限承载力下降趋势的影响程度不同。通过模型试件中部截面的应力分析，结合试验数据，确定了圆钢管混凝土轴压短柱与中长柱的界限长细比18~20以及中长柱与长柱的界限长细比118~120。