圆钢管煤矸石混凝土短柱轴压性能分析及承载力计算

摘要

【目的】为改善圆钢管煤矸石混凝土柱的轴压力学性能，增强钢管对煤矸石混凝土的约束。【方法】以煤矸石取代率和膨胀剂掺量为变量，开展16根圆钢管煤矸石混凝土短柱轴压试验。根据试件的破坏形态、荷载-应变曲线、横向变形系数、刚度和延性，分析膨胀剂掺量和煤矸石粗骨料取代率对试件轴压力学性能的影响规律。对比相关规范中的轴压短柱极限承载力计算方法，提出了考虑膨胀剂掺量的圆钢管煤矸石混凝土短柱极限承载力的修正计算公式。【结果】结果表明：试件的轴压破坏形态以剪切破坏为主；对于煤矸石粗骨料取代率为50%和100%的试件，当膨胀剂掺量为12%时，其极限荷载、弹性刚度和延性都有显著提升；基于统一强度理论提出的圆钢管煤矸石混凝土短柱极限承载力修正计算公式的试验值/计算值的平均值为0.995，标准差为0.016，精确度良好，可以为工程设计提供参考。

关键词

圆钢管混凝土短柱 / 煤矸石混凝土 / 膨胀剂 / 轴压性能 / 承载力计算

基金资助

国家自然科学基金资助项目（51911530238,52078473,52278267）; 住建部科学技术计划资助项目（2021-K-046）; 山西省留学回国人员科研资助项目（2022-064）; 中央引导地方科技发展专项（YDZJSX20231A024）