基于极限平衡理论的内置型钢-钢管煤矸石混凝土组合柱轴压承载力分析

内置型钢-钢管煤矸石混凝土组合柱是一种结合煤矸石混凝土与内置型钢-钢管混凝土的新型结构,该结构可为固体废弃物煤矸石的资源化利用提供一条有效途径。采用极限平衡理论,分析了内置型钢-钢管煤矸石混凝土组合柱的实际受力情况,建立了该新型组合柱的轴压承载力公式,并验证了公式的正确性。在此基础上,探讨了钢管管壁厚度、钢管强度、煤矸石混凝土强度及型钢强度等主要参数对组合柱轴压承载力的影响。结果表明:采用极限平衡法建立的公式与试验结果吻合较好,组合柱轴压承载力随钢管管壁厚度的增加而增大,钢管管壁厚度每增加1 mm,组合柱的轴压承载力提高约7%,钢管对煤矸石混凝土的约束应力提高约31%;煤矸石混凝土强度每增大5 MPa,组合柱的轴压承载力提高约6%。随着钢管管壁厚度的增加和钢管强度的增大,钢管对核心煤矸石混凝土作用的约束应力有所提高,型钢的轴压承载力随型钢强度的增加而增大,煤矸石混凝土的轴向应力随着其强度的增加而增大。该结论可为内置型钢-钢管煤矸石混凝土组合柱的工程设计提供理论依据。