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    冻融循环作用后大口径不锈钢管混凝土短柱性能研究




    为研究冻融作用对大口径不锈钢管混凝土结构的影响,以大口径不锈钢管截面类型及冻融循环次数为参数对冻融循环作用后大口径不锈钢管混凝土短柱的力学性能进行了试验研究。研究表明:冻融作用对大口径不锈钢管混凝土短柱的力学性能如极限承载力、位移延性以及约束系数等有重大的影响,主要表现为在冻融循环后,不锈钢方管混凝土短柱极限承载力及约束系数随着冻融次数增加而减小,而不锈钢圆管混凝土短柱的极限承载力及约束系数随着冻融次数的增加而变大;此外,在实验范围内,不锈钢方管混凝土短柱的延性随着冻融次数的增大先减小后增大,而圆大口径不锈钢管混凝的延性相对于冻融次数而言较为离散。相比之下,圆大口径不锈钢管混凝土相对于方大口径不锈钢管混凝土而言具有更好的抗冻性、更髙的承载能力以及更好的约束性能,因此,在实际工程应用中,圆大口径不锈钢管混凝土构件可优先被考虑作为承载构件。

    目前,不锈钢管混凝土结构由于其强度高、维护费用低、耗材少和耐火性能好等优点而被广泛地应用于工程结构领域。此外,由于大口径不锈钢管混凝土结构具有抗冻性能好、耐腐蚀性好的特点,因此大口径不锈钢管混凝土结构被考虑用于海港工程、桥梁工程及海上工程等易受到冻融影响的领域。

    对于不锈钢管混凝土结构,国内外学者都展开了研究,并取到了一定的成果。文献对设肋方矩形不锈钢管混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究,并进行了有限元模拟。文献对用封闭插销连接不镑钢管混凝土柱与碳素钢梁的可行性进行了研究,并分析了不同的因素对该结构节点的破坏模式、初始刚度、抗弯强度以及转动能力的影响。文献[3]研究了海水海砂混凝土填充的GFRP和不镑钢管的力学性能。文献进行了18根焊接不镑钢方管混凝土短柱的轴压性能试验,分析了试件的混凝土强度、高宽比及宽厚比对试件承载力的影响。文献[5]进行了17个热成型不锈钢圆管混凝土短柱的轴压性能试验研究,分析了试件的混凝土强度、大口径不锈钢管壁厚及高径比对热成型不锈钢圆管混凝土短柱的轴压性能的影响。文献进行了12个大口径不锈钢管再生混凝土试件和2个大口径不锈钢管普通混凝土试件对比试验研究,比较了两种试件的弯曲性能。此外,更多关于不镑钢管混凝土结构的研究也在进行中。

    冻融作为一种严重的自然灾害,其对于工程领域的混凝土结构有着极为恶劣的影响,因此许多学者研究了不同混凝土结构受冻融的影响。文献进行了15个方钢管混凝土短柱及15个圆钢管混凝土短柱的冻融试验后的力学性能研究,分析了试件的冻融次数及管壁厚度对冻融后试件承载力的影响。文献进行了冻融循环作用下CFRP加固混凝土结构的耐久性研究。文献进行了冻融循环作用下玄武岩纤维混凝土性能试验研究。文献进行了冻融循环作用下玻璃纤维布加固混凝土梁受力性能研究。

    然而,不镑钢管混凝土结构在冻融循环作用下的性能研究尚未见报道,为填补这一空白,本文研究了冻融作用下大口径不锈钢管混凝土短柱的轴压性能,主要包括大口径不锈钢管混凝土短柱的截面类型及冻融循环次数对大口径不锈钢管混凝土短柱冻融循环后的力学性能的影响。




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