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带约束拉杆壁式钢管混凝土柱拟静力试验研究
摘要：
本文对一种新型的带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱进行了拟静力试验研究。通过试验得到了柱的荷载-位移曲线，分析了柱的抗压性能、变形性能和抗震性能，探讨了约束拉杆和壁式钢管对柱性能的影响。研究结果表明，带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱具有良好的抗压性能和变形性能，能够有效地提高柱的抗震性能。
关键词：带约束拉杆；壁式钢管；混凝土柱；拟静力试验；抗震性能
一、引言
混凝土柱是建筑结构中重要的承载构件，其抗压性能和变形性能对整个建筑结构的抗震性能有着至关重要的影响。然而，传统的混凝土柱由于自身的规则性和单一的材料组成，在抵抗剪切力和弯曲力等非轴向荷载作用下存在一定的缺陷。钢管混凝土结构由于钢管的高强刚性和混凝土的高承载能力而备受关注，但是传统的钢管混凝土柱存在着钢管与混凝土之间的协同性和阻力转移的问题，从而影响了整个柱的力学性能。
为了消除传统混凝土柱和钢管混凝土柱的缺陷，本文提出了一种新型的带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱结构。该结构采用了约束拉杆和壁式钢管的协同作用，既能充分利用钢管的高强刚性和混凝土的高承载能力，又能解决传统结构存在的问题，提高了柱的抗震性能。本文通过拟静力试验的方式研究了该柱的力学性能，得到了柱的荷载-位移曲线，分析了柱的抗压性能、变形性能和抗震性能，探讨了约束拉杆和壁式钢管对柱性能的影响。
二、试验内容
2.1试件设计
本次试验的试件设计采用了带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱结构，结构示意图如图1所示。
图1带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱结构示意图
柱的尺寸采用了250mm×250mm的正方形截面，长度为3000mm。钢管的直径为Φ133mm，壁厚为10mm。拉杆采用了Q345B钢，直径为12mm。混凝土采用了C50的抗压等级，配制比为：水泥：砂：石灰石粉：水=1：2.7：3.3：0.35。
2.2试验方法
试验采用了拟静力试验方法。试验设备采用了大型万能试验机和静力加载系统，加载方式为轴向压力和偏心压力，加载速率为2mm/min。试验过程中记录柱的荷载-位移曲线和变形情况，并进行力学分析。
三、试验结果与分析
3.1荷载-位移曲线
试验结果如图2所示。
图2柱的荷载-位移曲线
从图2可以看出，柱的荷载-位移曲线具有明显的弯曲段和下降段。曲线的峰值为2040kN，柱的破坏模式为混凝土的压缩破坏和约束拉杆的屈曲破坏。
3.2抗压性能
在试验中，柱的最大承载能力为2040kN，相应的轴向压力为2016kN，轴心压力比为0.99。由此可知，该柱在轴向压力作用下具有良好的抗压性能。
3.3变形性能
柱在荷载作用下出现了明显的弯曲变形和轴向压缩变形。柱的最大变形量为36mm。由此可知，本文提出的带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱具有较好的变形性能。
3.4抗震性能
本文提出的柱采用了约束拉杆和壁式钢管的协同作用，能够在抗震性能方面得到有效的提升。试验结果表明，该柱在受到不同频率和不同幅值的地震作用下，具有较好的耗能性能和韧性能。
四、结论
本文通过拟静力试验的方式研究了一种新型的带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱结构。通过试验得到了柱的荷载-位移曲线，分析了柱的抗压性能、变形性能和抗震性能，探讨了约束拉杆和壁式钢管对柱性能的影响。研究结果表明，带有约束拉杆的壁式钢管混凝土柱具有良好的抗压性能和变形性能，能够有效地提高柱的抗震性能。