轴心受压试件钢板横向应变研究

1）试件ZZ1

从试件ZZ1中部四个面上中点横向应变（图5－26）的对比可以看出，只有在接近极限荷载，钢板局部失稳并发生明显压曲变形时，横向约束才发挥明显作用，但随后就出现了焊缝撕裂，试件丧失承载力，整个变化过程比较短暂。原因在于：（1）钢板较薄，比较容易压曲失稳；（2）失稳后，荷载立即转移到砖柱上，造成砖柱在钢板失稳的位置处被压碎，横向变形增大。在荷载作用下，柱纵向变形不断增大，压曲变形更加明显，致使焊缝撕裂发生破坏。就各个面内钢板的横向应变来看，数值相差不大，没有出现明显的短边应变大于长边方向的现象，这也表明在对拉螺栓约束下长边的钢板也能起到一定的约束作用。

图5－25　试件ZZ3纵向应变

图5－26　试件ZZ1横向应变

2）试件ZZ2

从图5－27中可以看出，长边（1、3面）钢板的横向应变数值比短边（2、4面）大，说明了长边钢板较容易发生压曲变形。对拉螺栓的布设在一定程度上可以限制压曲变形的发生，起到了约束作用。(www.xing528.com)

3）试件ZZ3

图5－27　试件ZZ2横向应变

图5－28　试件ZZ3横向应变

从图5－28中可以看出，试件ZZ3相对于同样钢板厚度的试件ZZ2而言，其横向应变要小。主要原因在于试件ZZ3突然出现了焊缝爆裂，致使柱子突然丧失承载力。此时，柱内砖砌体横向变形不大，未能充分发挥外围钢板的侧向约束作用。

图5－29比较了试件ZZ2角部和截面中部钢板的横向应变，从图中可以看出，截面中部的横向应变要比角部大很多。这主要是因为截面中部钢板受到的约束相对比较小，侧向变形相对比较大；而在钢板角部处，两个方向的钢板互为约束，有效地限制了核心砌体的横向膨胀，钢板的压曲变形也较小。该现象与文献［51］中碳纤维布被动约束矩形截面混凝土柱的应变分布特征保持一致。