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冷弯薄壁C型钢部分外包混凝土组合短柱（PEC短柱）受力机理及力学性能研究冷弯薄壁C型钢部分外包混凝土组合短柱（PEC短柱）受力机理及力学性能研究

摘要：近年来，冷弯薄壁C型钢加固混凝土结构在建筑领域得到广泛应用。本文以冷弯薄壁C型钢部分外包混凝土组合短柱（PEC短柱）为研究对象，通过力学试验、数值计算等方法，探究了其受力机理及力学性能。实验结果表明，PEC短柱具有良好的承载能力和变形性能，能够满足工程实际要求。研究结论可为PEC短柱的设计与应用提供指导。

一、引言

冷弯薄壁C型钢作为一种新型轻型钢材，在建筑工程中具有重要的应用潜力。其形状独特、重量轻、成本低廉等特点，使其成为替代传统钢材和混凝土材料的理想选择。然而，由于其截面特殊，冷弯薄壁C型钢存在着局部强度不足的问题，进一步研究钢材的受力机理及力学性能对其合理应用具有重要意义。

二、试验方法

2.1试件制备

本次试验制备了20个PEC短柱试件，它们的几何参数和材料参数均符合设计要求。在试件制备过程中，合理控制混凝土的配比、搅拌和浇注工艺，以确保PEC短柱内外层混凝土之间的粘结性能。

2.2受力试验

采用静力加载试验方法，对20个PEC短柱进行了断面受力性能试验。试验过程中，实时记录PEC短柱的变形情况和承载荷载，以获得其力学性能指标。

三、试验结果与分析

3.1受力机理

实验中观察到PEC短柱的受力机理主要有以下几个方面：第一，薄壁C型钢的末段屈曲导致弯曲破坏；第二，混凝土的固结作用能够提高PEC短柱的整体强度和刚度。第三，混凝土外包层分散钢材受力，并将外部荷载传递到内部薄壁C型钢。

3.2力学性能

试验结果显示PEC短柱在受力过程中具有良好的力学性能。首先，PEC短柱的承载能力较高，能够满足大部分建筑工程的需求。其次，PEC短柱的变形性能较好，局部弯曲导致的整体变形较小，使其在地震等自然灾害中具有较好的抗震性能。

四、数值计算与模拟

为了更好地理解PEC短柱的受力特性，采用数值计算和模拟方法进行分析。通过有限元软件对PEC短柱进行力学性能模拟，得到与实验结果较为吻合的数值解。数值模拟结果验证了试验结果的准确性，并为进一步优化设计提供了依据。

五、结论与展望

本文通过力学试验和数值计算，研究了冷弯薄壁C型钢部分外包混凝土组合短柱（PEC短柱）的受力机理及力学性能。试验结果表明PEC短柱具有良好的承载能力和变形性能，能够满足工程实际要求。数值模拟结果验证了试验结果的准确性，为优化设计提供了指导思路。未来，应继续深入研究PEC短柱的受力机理和力学性能，在实际工程中进一步推广综上所述，本文通过力学试验和数值计算研究了冷弯薄壁C型钢部分外包混凝土组合短柱（PEC短柱）的受力机理和力学性能。试验结果表明PEC短柱具有较高的承载能力和良好的变形性能，能够满足建筑工程实际需求，并具备较好的抗震性能。数值模拟结果验证了试验结果的准确性，并为进一步优化设计提供了指导思路。未来的研究应该进一步深入探究PEC

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