地质聚合物海水海沙混凝土填充的双层铝合金管（GSCFDAT）短柱：偏心行为与设计方法

《COMPOSITE STRUCTURES》：Geopolymer seawater sea-sand concrete-filled double-skin aluminum alloy tube (GSCFDAT) short columns: Eccentric behavior and design method

　　

杨海峰|黄家培|柴伟|姜嘉胜|李福坤|梅俊杰|周友伟|方建凯

摘要

聚合物海砂混凝土（GSC）为岛屿建设提供了比传统混凝土更可持续的替代方案。本研究首次对这种复合材料在偏心压缩作用下的性能及其设计方法进行了实验和有限元分析（FEA）。研究结果表明，结构的最终破坏是由中部位置的侧向变形引起的，其载荷-变形曲线没有明显的硬化阶段。实验发现，外层铝合金管（AT）承受的载荷是内层铝合金管的3.68至4.40倍，起到了主要的约束作用；其中，外层铝合金管的直径与厚度比被确定为影响复合材料承载能力的最关键参数。基于这种协同约束机制，研究采用了双柱约束叠加方法。通过从载荷-变形曲线（N-M曲线）中提取四个特征点，捕捉了不同加载状态下的变化过程。建立了一个抛物线模型来描述该曲线的几何形状，并根据特征点的坐标计算出了相关系数。所得到的分析模型不仅能够准确预测复合结构的承载能力，还深入解释了双层约束效应的机理，同时为不同材料组合的复合结构提供了精确的承载能力预测。