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T形方钢管混凝土组合异形柱具有良好的力学性能。以试件长度、偏心距、偏心方向为试验参数，设计9个不同长细比的试件进行偏心受压试验，观察试件的破坏形态，得到荷载-应变曲线和荷载-挠度曲线，并分析各参数对试件偏心受压性能的影响。试验结果表明：长度为600 mm的试件发生了强度破坏，长度为1500、1800 mm的试件发生了弯曲失稳破坏；试件长度越长，弯曲破坏特征越明显；偏心距越大，偏压承载力越低；偏心方向对偏心受压性能的影响相对较小。与相关规范计算结果对比发现，按DBJ/T 13-51-2010计算的结果与试验结果吻合最好。研究结果表明，T形方钢管混凝土组合异形柱延性较好，方钢管之间可以协同工作，偏心受压力学性能良好。
English Abstract
The special T-shaped composite columns with concrete-filled square steel tubulars have good mechanical properties. Taking the length, eccentricity and eccentricity direction of the specimen as the test parameters, nine specimens with different slenderness ratios are designed for eccentric compression tests. The failure mode of the specimen is observed, the load-strain curve and load-deflection curve are obtained, and the influence of each parameter on the eccentric compression performance of the specimen is analyzed [6†L12-L17][8†L17-L22]. The test results show that the strength of 600 mm long specimens is damaged, and the bending instability of 1500 mm and 1800 mm long specimens is damaged [6†L18-L19][8†L24-L25]; the longer the specimen length is, the more obvious the bending failure characteristics are; the larger the eccentricity is, the lower the eccentric bearing capacity is; the eccentricity direction has a relatively small impact on the eccentric compression performance [6†L19-L22][8†L26-L28]. It is found that compared with the calculation results of relevant specifications, the results calculated by DBJ/T 13-51-2010 are in good agreement with the test results [5†L10-L11][6†L23-L24]. The ductility of special T-shaped composite columns with concrete-filled square steel tubulars is well, the square steel tubes can work together, and the eccentric compression performance is good [5†L11][6†L25-L27].
一、传统住宅建筑结构的局限性
传统住宅建筑结构形式在建筑美观性、室内空间利用率和抗震性能等方面存在不足。随着建筑功能需求的日益多样化以及人们对居住品质要求的不断提升，传统结构形式已难以满足现代建筑对空间灵活性和视觉美观性的更高要求。尤其是在住宅建筑中，传统矩形截面柱在室内凸出的柱棱不仅影响家具布置和空间利用率，也削弱了建筑的美观性。如何在保证结构安全的前提下实现“柱隐墙中”，成为建筑结构设计领域亟待解决的重要课题。
二、异形钢管混凝土柱的提出与发展
异形钢管混凝土柱结合了钢管和混凝土各自良好的力学性能，满足了人们日益增长的对建筑结构更高的多样化需求。异形柱（包括L形、T形和十字形截面）能够将柱肢融入墙体之中，有效解决室内柱棱外凸问题，实现建筑空间的最大化利用。钢管混凝土组合异形柱结构抗震性能优良，已成为装配式钢结构住宅建筑的重要结构形式。
然而，普通钢管混凝土异形柱也存在一定的局限性。钢管对核心混凝土的约束作用较弱，而且截面存在阴角，荷载作用时阴角部位可能出现较大变形和破坏，进而导致钢管混凝土异形柱的承载力下降。这一缺陷限制了普通钢管混凝土异形柱在更高层次、更大跨度结构中的应用。
三、新型组合式方钢管混凝土组合异形柱的提出
为克服普通钢管混凝土异形柱的上述不足，研究者提出了一种新型组合式方钢管混凝土组合异形柱，包括L形、T形和十字形截面。T形方钢管混凝土组合异形柱不仅可以改善阴角，增强对混凝土的约束作用，提高承载力，还具有加工制作方便、施工速度快、构件生产成本低和经济效益高等优点，因此成为研究的热点。
目前，对钢管混凝土异形柱的研究主要集中在其力学性能上。已有学者对异形钢管混凝土柱的轴压性能进行了试验研究，分析钢管壁厚和混凝土强度对组合异形柱受力性能的影响及钢管与混凝土之间的相互作用，提出了异形多单元钢管混凝土轴压承载力计算公式。也有学者对T形和L形带约束拉杆的钢管混凝土短柱的轴压和偏压性能进行了试验研究，分析了约束拉杆间距、偏心率及荷载角对轴压和偏压性能的影响。
然而，针对T形方钢管混凝土组合异形柱在偏心受压荷载作用下的受力性能，尤其是长细比、偏心距和偏心方向等关键参数对其承载力和破坏模式的影响规律，尚缺乏系统的试验研究。这一研究空白制约了该新型组合柱在实际工程中的推广应用。为此，本文通过设计9个不同长细比的试件进行偏心受压试验，系统考察各参数对T形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能的影响，为该类构件的工程设计与规范制定提供试验依据。
本文的研究主要涵盖以下两个方面：
研究以试件长度、偏心距、偏心方向为试验参数，设计了9个不同长细比的T形方钢管混凝土组合异形柱试件，进行偏心受压试验。试件的设计考虑了不同长细比所对应的不同破坏模式——短柱以强度破坏为主，中长柱以失稳破坏为主——从而全面揭示该类型构件在不同受力状态下的力学行为。
试验过程中，研究者通过观察试件的破坏形态，获取荷载-应变曲线和荷载-挠度曲线，并系统分析各试验参数对试件偏心受压性能的影响。试验数据的采集涵盖了从加载开始到试件破坏的全过程，为后续的机理分析和规范对比提供了翔实的原始数据。
（1）破坏形态分析
试验结果表明，不同长度的试件呈现出截然不同的破坏模式。长度为600 mm的试件发生了强度破坏——构件在达到材料极限承载力后因截面屈服而破坏，属于典型的短柱破坏模式。长度为1500 mm和1800 mm的试件发生了弯曲失稳破坏——构件在未达到材料强度极限之前即因整体失稳而破坏，属于典型的中长柱失稳模式。试件长度越长，弯曲破坏特征越明显。这一结果表明，长细比是决定T形方钢管混凝土组合异形柱破坏模式的关键因素，在实际工程设计中应根据构件长细比合理选择承载力计算方法。
（2）承载力影响因素分析
偏心距对承载力的影响十分显著——偏心距越大，偏压承载力越低。这是因为偏心距的增大会使构件截面承受更大的附加弯矩，从而加剧了截面的不均匀受力状态，降低了构件的整体承载力。偏心方向对偏心受压性能的影响相对较小。这一结果表明，T形方钢管混凝土组合异形柱在不同偏心方向下的受力性能较为均衡，有利于在实际工程中灵活布置。
（3）规范计算结果对比
研究将试验结果与相关规范的计算结果进行了对比分析。对比发现，按DBJ/T 13-51-2010计算的结果与试验结果吻合最好。这一发现为T形方钢管混凝土组合异形柱的工程设计提供了规范依据——在设计实践中可优先参考DBJ/T 13-51-2010的相关规定进行承载力计算。
（4）综合性能评价
综合上述试验结果，T形方钢管混凝土组合异形柱表现出良好的力学性能。该类型构件延性较好，能够在达到峰值荷载后保持一定的变形能力，有利于结构在地震等极端荷载作用下的安全储备。方钢管之间可以协同工作，各钢管的变形和受力能够较好地协调一致，体现了组合结构的优越性。整体而言，T形方钢管混凝土组合异形柱的偏心受压力学性能良好，具备在装配式钢结构住宅建筑中推广应用的条件。
本文通过对T形方钢管混凝土组合异形柱偏心受压性能的试验研究，得出以下主要结论：
（1）T形方钢管混凝土组合异形柱具有良好的力学性能，方钢管之间能够协同工作，偏心受压力学性能良好。
（2）试件长度（长细比）是决定破坏模式的关键因素。 长度为600 mm的试件发生强度破坏，长度为1500 mm和1800 mm的试件发生弯曲失稳破坏。试件长度越长，弯曲破坏特征越明显。
（3）偏心距对偏压承载力有显著影响。 偏心距越大，偏压承载力越低。在实际工程设计中应严格控制构件的偏心距，或根据实际偏心距合理折减承载力设计值。
（4）偏心方向对偏心受压性能的影响相对较小。T形方钢管混凝土组合异形柱在不同偏心方向下的受力性能较为均衡，有利于实际工程中的灵活布置。
（5）DBJ/T 13-51-2010的计算结果与试验结果吻合最好。建议在T形方钢管混凝土组合异形柱的工程设计中，优先参考该规范进行承载力计算。
（6）T形方钢管混凝土组合异形柱延性较好。良好的延性保证了构件在达到峰值荷载后仍能保持一定的变形能力，有利于提高结构在极端荷载作用下的安全储备。
