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磷石膏填充薄壁方钢管短柱轴压性能试验研究

徐一峰 周理 尹超 邹庆余

徐一峰, 周理, 尹超, 邹庆余. 磷石膏填充薄壁方钢管短柱轴压性能试验研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(1): 21-28. doi: 10.13206/j.gjgS22042702
引用本文: 徐一峰, 周理, 尹超, 邹庆余. 磷石膏填充薄壁方钢管短柱轴压性能试验研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(1): 21-28. doi: 10.13206/j.gjgS22042702
XU Yi-feng, ZHOU Li, YIN Chao, ZOU Qing-yu. Experimental Study on Axial Compression Behavior of Phosphogypsum-Filled Thin-Walled Square Steel Tube Stub Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(1): 21-28. doi: 10.13206/j.gjgS22042702
Citation: XU Yi-feng, ZHOU Li, YIN Chao, ZOU Qing-yu. Experimental Study on Axial Compression Behavior of Phosphogypsum-Filled Thin-Walled Square Steel Tube Stub Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(1): 21-28. doi: 10.13206/j.gjgS22042702

磷石膏填充薄壁方钢管短柱轴压性能试验研究

doi: 10.13206/j.gjgS22042702
基金项目: 

贵州省基础研究计划(黔科合基础[2020]1Y417)

国家自然科学基金资助项目(52068007)

详细信息
    作者简介:

    徐一峰,男,1995年出生,硕士研究生

    通讯作者:

    周理,男,1983年出生,博士,副教授,Lzhou5@gzu.edu.cn。

Experimental Study on Axial Compression Behavior of Phosphogypsum-Filled Thin-Walled Square Steel Tube Stub Columns

  • 摘要: 提出了一种新型的冷弯薄壁型钢墙架柱——磷石膏填充薄壁方钢管短柱,它是由磷石膏填充到薄壁方钢管中形成的组合构件,满足冷弯薄壁型钢结构“轻质”的特点。在构件中,核心磷石膏的支撑作用可延缓薄壁方钢管的局部屈曲,钢管的约束作用可提升核心磷石膏的强度,从而充分发挥两种材料的力学性能,提升构件的轴压承载力。为了探究磷石膏填充薄壁方钢管短柱的轴压性能,以薄壁方钢管内是否填充磷石膏、磷石膏水灰比、空心率、薄壁方钢管壁厚为试验参数,设计并制作了3个空钢管试件与24个磷石膏填充薄壁方钢管短柱试件,对其开展轴压试验,研究了磷石膏填充薄壁方钢管短柱的力学性能,分析了各试件的破坏模式,荷载-变形曲线、荷载-应变曲线及轴压承载力。研究结果表明:空钢管试件呈局部屈曲破坏模式,填充试件呈腰鼓型破坏模式,核心磷石膏的支撑作用不仅可延缓薄壁钢管的局部屈曲,而且可改变试件的破坏模式,与空钢管试件相比,填充试件的轴压承载力提升了65.52%;试件空心率的变化对试件承载力的影响较为显著,这是由于含水率对磷石膏自身强度影响较大,改变试件空心率的大小会导致磷石膏含水率出现差异进而影响试件的承载力;填充磷石膏水灰比降低时,试件的轴压承载力得到一定程度提升,当磷石膏的水灰比由0.9下降到0.8、0.7时,试件的承载力分别提升了6.36%、12.42%;增加薄壁钢管壁厚,可显著提升试件的轴压性能,当钢管壁厚由0.85 mm增加到1.48,1.93 mm时,试件的轴压承载力分别提升了115.36%,176.55%,提升效果明显。基于叠加理论推导了空钢管试件与填充试件的轴压承载力计算公式,结果表明:所推导的计算公式有较好的计算精度,可较为准确地预测试件的轴压承载力。基于上述研究结果,磷石膏填充薄壁方钢管短柱具有良好的轴压力学性能,其应用前景广阔,该类构件的研发也可为磷石膏的综合应用提供一条切实可行的路径。
  • [1] 叶继红.多层轻钢房屋建筑结构:轻钢龙骨式复合剪力墙结构体系研究进展[J].哈尔滨工业大学学报,2016,48(6):1-9.
    [2] 石宇,周绪红,于正宁,等.冷弯薄壁型钢组合墙体墙架柱的轴压性能试验研究[J].土木工程学报,2012,45(2):60-67.
    [3] Ye J h,Feng R Q,Chen W.Behavior of cold formed steel wall stud with sheathing subjected to compression[J].Journal of Constructional Steel Research,2016,11(6):79-91.
    [4] Fratamico D C,Torabian S,Zhao X,et al.Schafer experimental study on the composite action in sheathed and bare built-up cold-formed steel columns[J].Thin-Walled Structures,2018,127(6):290-305.
    [5] Yang D,Hancock G J.Compression tests of high strength steel channel columns with interaction between local and distortional buckling [J].Journal of Structural Engineering,2004,130(12):1954-1963.
    [6] Ananthi G,Vishuvardhan S,Knight G.Experimental,theoretical and numerical study on thin walled steel single and compound channel sections in axial compression[J].Indian Journal of Engineering and Materials Sciences,2015,22(5):570-580.
    [7] 聂少锋,周天华,周绪红,等.冷弯薄壁型钢四肢拼合箱形柱轴压性能试验[J].长安大学学报(自然科学版),2017,37(3):72-81.
    [8] 王静峰,郭水平,陈莉萍,等.冷弯薄壁方钢管混凝土柱的非线性有限元分析[J].华中科技大学学报(城市科学版),2008(4):88-92.
    [9] 王莉萍,安亚楠,丁发兴.冷弯薄壁钢管混凝土柱轴压性能研究[J].建筑结构学报,2021,42(增刊):228-237.
    [10] Liu J P,Teng Y,Zhang Y S,et al.Axial stress-strain behavior of high-strength concrete confined by circular thin-walled steel tubes[J].Construction and Building Materials,2018,177:366-377.
    [11] Yang Z Y,Qiao Q Y,Cao W L,et al.Axial compressive behavior of square steel tube confined rubberized concrete stub columns[J/OL].[2022-04-27]Journal of Building Engineering,2022.https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104371.
    [12] Petrus C,Hamid H A,Ibrahim A,et al.Experimental behaviour of concrete filled thin walled steel tubes with tab stiffeners[J].Journal of Constructional Steel Research,2010,66:915-922.
    [13] Lyu X T,Zhang T,Liu F Q,et al.Behaviours of stiffened concrete-filled thin-walled square steel tubular stub columns after non-uniform fire exposure[J/OL].[2022-04-27]Journal of Constructional Steel Research,2022.https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2021.107031.
    [14] 孙天琦,秦绪江,闵惜茗,等.磷石膏在建材行业的应用研究进展[J].广州化工,2021,49 (10):20-22

    ,66.
    [15] 何晓强,丁哨兵,朱士荣,等.磷石膏在建材行业应用的研究进展[J].山东化工,2015,44(3):50-51

    ,54.
    [16] 全国钢标准化技术委员会.金属材料拉伸试验:第1部分:室温试验方法:GB/T 228.1—2010[S].北京:中国标准出版社,2010.
    [17] 韩林海.钢管混凝土结构:理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.
    [18] 邓家明.基于CSM的冷弯薄壁方矩形钢管构件局部稳定性能研究[D].西安:长安大学,2018.
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  • 收稿日期:  2022-04-27
  • 刊出日期:  2023-01-25

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