一种用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱的制作方法

本实用新型涉及结构工程试验技术领域，更具体地说，涉及一种用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱。

背景技术：

钢管混凝土结构由于能够充分发挥钢材和混凝土各自优势，具有承载力高、整体刚度大、施工速度快、抗震性能好等优点，目前已成为我国高层建筑最具竞争力的结构形式之一。

在钢管混凝土结构中，由于受到内填混凝土的单侧约束，钢管的局部稳定性能会优于相应钢结构中的钢管，但在较大的压缩变形下，受混凝土单侧约束的钢管仍会发生向外的局部屈曲，使钢管呈现出受压软化行为；特别地，对于方钢管混凝土柱来说，此行为的影响尤为显著。

因此，工程中常使用一些连接构造以改善方钢管混凝土柱的稳定性，如对拉钢筋等。试验研究表明，轴压作用下，在方形钢管混凝土柱上布设对拉钢筋后，可显著改善钢管对核心混凝土的约束作用，延迟或避免钢管在应力达到屈服强度前发生失稳性的局部屈曲而导致构件的过早破坏，从而使方形钢管混凝土柱的承载力和延性均有较大幅度的提高。值得注意的是，若能充分认清带对拉钢筋方钢管混凝土柱中方钢管的局部屈曲和屈曲后行为等受压性能，则可对其整体受力行为做更为精细化的研究。

然而，目前传统的试验方法只能测得此类组合构件的整体荷载-位移关系，而不能直接测得其方钢管在加载过程中所承担的荷载，这给带对拉钢筋方钢管混凝土柱中钢管受力行为的研究带来了较大困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能精确量测带对拉钢筋方钢管混凝土柱中钢管荷载-位移关系的用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱，包括两个端板、试验段钢管、若干副对拉钢筋副、若干珍珠棉和混凝土，端板设置于试验段钢管的两端面，对拉钢筋副、珍珠棉逐层交错地沿试验段钢管的长度方向设置在试验段钢管内，并平行于试验段钢管的横截面，试验段钢管内的两端均为珍珠棉；混凝土浇筑在相邻两层珍珠棉之间，约束试验段钢管的侧向变形，不参与承担轴向压力；每副对拉钢筋副连接的混凝土可上下移动，竖向荷载不会传递到混凝土中。

作为优选，对拉钢筋副的表面喷涂有减摩喷雾，减少对拉钢筋副与混凝土之间的摩擦。

作为优选，端板为“回”字型钢板，端板的强度应当保证端板在试验过程中处于弹性阶段。

作为优选，端板内开设有导线通道，用于设置在对拉钢筋副上的应变片的导线穿出。

作为优选，还包括聚四氟乙烯薄膜，聚四氟乙烯薄膜粘贴于试验段钢管的内壁，消除试验段钢管与混凝土之间的摩擦力。

作为优选，端板、试验段钢管、对拉钢筋副焊接完成后，进行退火处理，消除焊缝内的残余应力。

作为优选，每副对拉钢筋副包括两根交叉叠放连接的对拉钢筋。

作为优选，试验段钢管为方钢管。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述的用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱，能够实现精确量测带对拉钢筋方钢管混凝土柱中钢管的荷载-位移关系，解决了传统试验方法无法精确测得其钢管所承担荷载的不足，为带对拉钢筋方钢管混凝土柱中钢管受力行为的研究开拓了一个新思路，具有较佳的应用前景。

附图说明

图1是对拉钢筋副的设置示意图(珍珠棉、混凝土未示出)；

图2是带对拉钢筋钢管混凝土柱的纵向剖视图；

图3是带对拉钢筋钢管混凝土柱的横向剖视图；

图中：11是端板，111是导线通道，12是试验段钢管，13是对拉钢筋副，131是对拉钢筋，14是聚四氟乙烯薄膜，15是珍珠棉，16是混凝土。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的用于受压性能试验的带对拉钢筋钢管混凝土柱，包括两个端板11、试验段钢管12、若干副对拉钢筋副13、若干珍珠棉15和混凝土16，端板11设置于试验段钢管12的两端面，对拉钢筋副13、珍珠棉15逐层交错地沿试验段钢管12的长度方向设置在试验段钢管12内，并平行于试验段钢管12的横截面，试验段钢管12内的两端均为珍珠棉15；混凝土16浇筑在相邻两层珍珠棉15之间，则珍珠棉15隔开每排对拉钢筋副13之间的混凝土16以及端板11与混凝土16，由于珍珠棉15弹性模量较小，每排对拉钢筋副13连接的混凝土16可上下自由移动，竖向荷载不会传递到混凝土16中。由于混凝土16浇筑于相邻珍珠棉15之间，其功能仅限于约束试验段钢管12的侧向变形，不参与承担轴向压力；每副对拉钢筋副13连接的混凝土16可上下移动，竖向荷载不会传递到混凝土16中。

本实施例中，每副对拉钢筋副13包括两根交叉叠放连接的对拉钢筋131；本实施例中，对拉钢筋副13通过焊接连接沿装置纵向分层排布，每层沿水平的两个主方向错位布置两根对拉钢筋131。试验段钢管12为方钢管，通过四块相同的矩形钢板采用全熔透坡口焊焊接而成，并与两端的端板11通过焊接进行连接。端板11、试验段钢管12、对拉钢筋副13焊接完成后，进行退火处理，消除焊缝内的残余应力。

端板11为“回”字型钢板，便于填筑混凝土16；且端板11应具有足够的强度，端板11的强度应当保证端板11在试验过程中处于弹性阶段。端板11内开设有导线通道111，用于设置在对拉钢筋副13上的应变片的导线穿出。本实施例中，在端板11的四个侧面(厚度方向)各由导线通道111形成一个导线孔，用于内部的应变片的导线进行外接。

为减小对拉钢筋副13表面与周边混凝土16的摩擦，对拉钢筋副13的表面喷涂有减摩喷雾，减少对拉钢筋副13与混凝土16之间的摩擦。

本实用新型还包括聚四氟乙烯(PTFE)薄膜14，聚四氟乙烯薄膜14粘贴于试验段钢管12的内壁，消除试验段钢管12与混凝土16之间的摩擦力。

本实用新型所述的带对拉钢筋钢管混凝土柱的施工方法如下：

首先，将端板11、试验段钢管12和对拉钢筋副13焊接为一体，如图1所示。

然后，将裁剪好的聚四氟乙烯薄膜14平整地粘贴于试验段钢管12内表面，并于对拉钢筋副13上布置必要的应变片，而后即可进行混凝土16的填筑；在填筑混凝土16前于试验段钢管12的底部放置一块珍珠棉15，随后分层填筑混凝土16，相邻层混凝土16之间均用珍珠棉15隔开，如此循环直至填筑完毕(珍珠棉15位于对拉钢筋副13与对拉钢筋副13、对拉钢筋副13与端板11之间)，如图2所示。

最后，放于蒸汽养护室，待混凝土16养护至一定强度后，即完成带对拉钢筋钢管混凝土柱的施工阶段。

基于本实用新型所述的带对拉钢筋钢管混凝土柱，则对于带对拉钢筋钢管混凝土柱的受压性能试验方法，具体如下：

试验加载前，在装置的相应位置布置应变片和位移计；本实施例中，在对拉钢筋副13上布置应变片，试验段钢管12周边布置位移计。

当试验准备完毕后，通过竖向千斤顶按一定速率施加竖向荷载，并同步采集力、位移、应变的量测数据，记录试验段钢管12的局部屈曲形态等试验现象；当试验段钢管12的承载力下降到峰值荷载的50％以下时，停止试验。

通过对量测数据的分析整理，研究带对拉钢筋钢管混凝土柱中钢管的受压性能。本实用新型中，受压性能通过试验段钢管12的荷载-位移关系进行体现。

上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定。只要是依据本实用新型的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本实用新型的权利要求的范围内。