钢管开洞CFST方形柱轴压试验与承载力研究OA

在钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)柱-钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁组合框架结构中,需在CFST柱的钢管上开设洞口,以便于RC梁与CFST柱完成节点连接。为探究开洞区域钢管壁厚、开洞尺寸对钢管开洞CFST方形柱轴压力学性能的影响,设计并制作了4根足尺钢管开洞CFST方形柱试件,开展柱试件轴压加载试验研究。结果表明:开洞区域钢管未加厚试件的破坏模式为开洞区域钢管鼓曲、混凝土短梁受压破坏;开洞区域钢管加厚试件则发生柱身中下部或中上部钢管局部鼓曲破坏。洞口边缘钢管会将部分轴力向内传递给内部混凝土;增大开洞区域钢管壁厚可提升钢管承担的轴力占比,使开洞区域的轴压承载力不低于完整无削弱截面的承载力;开洞尺寸对试件轴压承载力影响较小。文中还建立了钢管开洞CFST方形柱的轴压简化力学模型,将开洞钢管等效为4根压弯角钢,假定混凝土仍处于完全约束状态,推导得到了钢管开洞CFST方形柱的轴压承载力计算方法,并将计算结果与试验结果进行对比,验证了所提出计算方法的准确性。