圆中空夹层不锈钢管水泥砂浆短柱轴压性能研究

摘要

海洋工程平台塔架结构中，圆形截面中空双钢管是主要受力构件，工程界十分关注其受压性能和耐腐蚀性能。为研究圆中空夹层不锈钢管水泥砂浆短柱的轴压力学性能，以外不锈钢管壁厚、内碳素钢管直径和是否含夹层水泥砂浆为试验变量，共设计了12个短柱试件。分析各试件的破坏情况、荷载-位移曲线、承载力、变形能力及应变特征，研究不同变量对极限承载力的影响规律。结果表明：试件破坏形态为外钢管端部或中部局部屈曲破坏；随着不锈钢管壁厚的增大，试件的轴压承载力近似呈线性增长；夹层水泥砂浆对试件力学性能影响较大，可有效提高试件承载力，抑制外不锈钢管的变形，提高试件延性；对于含夹层水泥砂浆的试件，承载力随空心率增大而减小，不含夹层水泥砂浆的试件，承载力随空心率增大而增大。根据国内外规范以及相关学者提出的理论公式，计算了试件的极限承载力，并与试验承载力进行了对比分析，给出了设计建议。

关键词

不锈钢管 / 中空夹层 / 水泥砂浆 / 轴压性能 / 承载力 / 空心率