混凝土地密實(shí)度對矩形鋼管混凝土柱強(qiáng)度地影響

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1、..混凝土的密實(shí)度對矩形鋼管混凝土柱強(qiáng)度的影響摘要鋼管混凝土柱比鋼結(jié)構(gòu)柱，混凝土柱有更好的結(jié)構(gòu)性能。在過去的幾十年，方形鋼管和矩形鋼管混凝土柱已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。然而，鋼管混凝土柱的強(qiáng)度很容易收到混凝土密實(shí)度的影響。就預(yù)計(jì)而言，混凝土的密實(shí)度對鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱的影響是不同的。對于鋼筋混凝土柱，混凝土的密實(shí)度僅僅影響混凝土的力學(xué)性能。但是，對于鋼管混凝土柱而言，情況是不同的。因?yàn)殇摴芎突炷恋南嗷プ饔貌攀俏覀兝斫膺@種類型柱子的關(guān)鍵所在。混凝土的密實(shí)度不僅僅影響著核心混凝土的性能，也可能影響著核心混凝土與鋼管之間的相互作用，從而影響組合

2、柱的性能。本文旨在研究混凝土的密實(shí)度對矩形鋼管混凝土柱的影響。本實(shí)驗(yàn)利用35個(gè)矩形鋼管混凝土柱來研究混凝土的密實(shí)度對組合柱性能的影響，主要的參數(shù)為：（1）柱截面的長寬比，從1到2；（2）鋼管截面長度與管壁厚的比，從34到136；（3）荷載的偏心距，從0到31㎜；（4）柱子的長細(xì)比，從21到62；該試驗(yàn)的目的有兩個(gè)，第一，記錄不同密實(shí)度條件下組合柱的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；第二，研究混凝土密實(shí)度對組合柱性能的主要影響。將以得到的柱子強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與預(yù)計(jì)的柱子的強(qiáng)度進(jìn)行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混凝土的密實(shí)度越好，矩形鋼管混凝土柱的強(qiáng)度越高。關(guān)鍵詞：組合柱混凝土混

3、凝土密實(shí)度試件性能組合行為1.引言在現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)中，在矩形鋼管，方形和圓形鋼管中填滿混凝土組成組合柱，這種組合柱優(yōu)點(diǎn)眾多，如：承載力高，安裝速度快，截面較小，防火性能好。然而，這種柱的性能又易于受到混凝土密實(shí)度的影響就預(yù)計(jì)而言，混凝土的密實(shí)度對鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱的影響是不同的。對于鋼筋混凝土柱，混凝土的密實(shí)度僅僅影響混凝土的力學(xué)性能。但是，對于鋼管混凝土柱而言，情況是不同的。因?yàn)殇摴芎突炷恋南嗷プ饔貌攀俏覀兝斫膺@種類型柱子的關(guān)鍵所在?；炷恋拿軐?shí)度不僅僅影響著核心混凝土的性能，也可能影響著核心混凝土與鋼管之間的相互作用，從而影

4、響組合柱的性能。術(shù)語B矩形鋼管的寬D矩形鋼管截面的長度e荷載沿y-y軸方向的荷載偏心長度e/r荷載沿y-y軸方向的荷載偏心率Ec混凝土的彈性模量Es鋼材的彈性模量fsy鋼材的屈服強(qiáng)度fcu28天齡期混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度L彎矩作用平面內(nèi)柱子的有效屈曲長度Nu環(huán)境條件下組合柱的極限強(qiáng)度....Nuc預(yù)測極限強(qiáng)度Nue實(shí)驗(yàn)極限強(qiáng)度SLI強(qiáng)度損失值t鋼管的壁厚β矩形鋼管截面的長寬比λ長細(xì)比最近幾十年，對于鋼管和核心混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度的研究已經(jīng)取得很大的進(jìn)步。對于不同條件下制造的混凝土試樣進(jìn)行了研究，如下所示：1.骨料與水泥的比為5.0，干燥處理

5、，利用插入式振搗器壓實(shí)。2.骨料與水泥的比為5.0，濕潤處理，利用插入式振搗器壓實(shí)。3.骨料與水泥的比為5.5，濕潤處理，利用插入式振搗器壓實(shí)。4.骨料與水泥的比為5.5，濕潤處理，利用插入式振搗器未壓實(shí)。5.骨料與水泥的比為5.5，濕潤處理，利用手來壓實(shí)。6.骨料與水泥的比為5.5，濕潤處理，利用手未壓實(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械振動壓實(shí)下的試樣比手動壓實(shí)的試件有更高的粘結(jié)強(qiáng)度，且密實(shí)度越高則矩形鋼管混凝土構(gòu)件以及截面的整體性能更好。本實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究混凝土的密實(shí)度是否會影響鋼管混凝土柱的性能，該試驗(yàn)利用了35個(gè)矩形鋼管混凝土柱來研究混凝

6、土的密實(shí)度對組合柱的性能的影響。主要的參數(shù)為：（1）柱截面的長寬比，從1到2；（2）鋼管截面長度與管壁厚的比，從34到136；（3）荷載的偏心距，從0到31㎜；（4）柱子的長細(xì)比，從21到62；該試驗(yàn)的目的有兩個(gè)，第一，記錄不同密實(shí)度條件下組合柱的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；第二，研究混凝土密實(shí)度對組合柱性能的主要影響。將以得到的柱子強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與預(yù)計(jì)的柱子的強(qiáng)度進(jìn)行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混凝土的密實(shí)度越好，矩形鋼管混凝土柱的強(qiáng)度越高。1.實(shí)驗(yàn)過程在軸心荷載和偏心荷載作用下對35個(gè)柱子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該試驗(yàn)的目的不僅用來確定試樣的最大承載力，而且用來研究超過極限荷

7、載時(shí)試樣的力學(xué)行為。圖1為焊接的矩形鋼管的橫截面，B與D代表矩形鋼管的寬和長，t為鋼管的壁厚，所有的鋼管都由低碳鋼板制造，這四塊鋼板從同一薄鋼板上取下，然后焊接為一矩形形狀，最后在轉(zhuǎn)角處進(jìn)行單面斜口焊接。按照國標(biāo)GB2975，對鋼管壁進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，并從鋼管的每個(gè)面上取三組試樣，從這些數(shù)據(jù)得出鋼管的屈服強(qiáng)度為340.1MPa，彈性模量為207000MPa。攪拌混凝土的28天齡期的立方體抗壓強(qiáng)度大約為22MPa，按照國標(biāo)GBJ81-85測得混凝土的彈性模量值為25306MPa，混合的比例如下：水泥：403kg/m3水：153kg/m3砂：56

8、1kg/m3粗骨料;1283kg/m3....本實(shí)驗(yàn)的平均立方體強(qiáng)度為23.1MPa。在所有的攪拌混凝土中，細(xì)骨料為硅基砂，粗骨料為中國南方城市福州市的碳酸鈣。本次試驗(yàn)試樣采用在不同條件下加工