荷载与轴向应变关系曲线研究

L形截面和T形截面钢板－砖砌体组合柱在偏心受压荷载作用下的荷载－轴向应变关系曲线见图11－13所示。试件L－300－100a与试件L－300－100b的设计参数相同，加载方式也相同，但由于试件本身的离散性（涉及材料属性和钢板与砌体之间的组合误差）以及试验中可能存在的不确定性，最终导致试件的工作性能差异较大。其中，试件L－300－100a中钢板的非明显局部屈曲的位置也出现了焊缝撕裂，这对其受力性能影响更不可忽略。

比较试件L－300－100b与试件L－400－100的荷载－轴向应变关系曲线可以发现，在加载初期（试件的弹性阶段），两曲线表现出非常好的吻合。该段曲线表明：在偏心受压情况下，本章设计的两种对拉螺栓间距对试件的初始刚度影响非常小。当荷载加至2 500kN左右时，试件开始进入弹塑性阶段。

图11－13　偏压试件荷载－轴向应变关系曲线(www.xing528.com)

对于L形截面柱而言，当荷载约为2 600kN时，试件L－400－100首次出现对拉螺栓断裂，此时竖向变形趋势变大。当荷载为2 900kN附近时，发生的对拉螺栓断裂直接导致试件的竖向变形有一个较大的突变。待内力重分布稳定后，试件再次具有了承载能力，曲线斜率较加载初期要小，并逐渐平缓。试件L－300－100b只在荷载为2 800kN附近时出现过一次对拉螺栓断裂，之后未再出现对拉螺栓断裂的情况。因此，试件L－300－100b在首次对拉螺栓断裂后，很快便具有了二次承载能力。由于试件L－300－100b最终的螺栓约束要多于试件L－400－100，故相应的极限承载力相对较高。

T形截面组合柱在荷载1 400kN以下时，试件之间的关系曲线发展基本一致，同样说明本次试验所采用的两种对拉螺栓间距对试件初期的刚度影响不大。试件T－400－100a只在3 600kN时发生一次对拉螺栓断裂，所以荷载－轴向应变关系曲线发展没有大的突变现象，曲线较为平顺，说明对拉螺栓的设置对试件刚度的维持有很大的作用。试件T－400－100b虽在2 600kN时出现对拉螺栓断裂，但并未对试件造成太大的影响；当荷载为3 900kN时，曲线的斜率下降，有着明显的平缓期。试件T－300－100由于试件内部不够密实，其在加载初期有着明显的刚度提高的过程；当荷载在3 000kN左右时，试件T－300－100的竖向变形较大，内力重分布完成后，试件具有继续承载的能力，二次刚度相对减小。

基于本次试验和第10章的试验研究，无论是轴心受压试件还是偏心受压试件，对拉螺栓的断裂具有一定的规律性，即主要发生在荷载为3 000kN左右的阶段（对比试件的类型相同）。关于对拉螺栓断裂后的极限荷载，偏心受压试件比轴心受压试件要高，这一现象主要原因在于偏心受压试件中加载点偏向于⑤号侧面钢板，而⑤号侧面钢板的边界条件是十分有利于其发挥力学性能的，从图11－14中的比较可以看出，⑤号侧面钢板的应变发展充分，部分已进入塑性状态。在轴心受压试件中，由于试件的受力点在截面形心处，如果对拉螺栓不够强，则该处约束情况是最不利的，故其极限荷载较偏心受压试件低。