Для исследования осевых механических характеристик квадратных стальных труб с геополимерным бетоном при высоких температурах в качестве основного параметра испытания использовалась температура нагружения. Также изменялись параметры внешнего диаметра стальной трубы, толщины стенки и прочности стали. Были разработаны 10 образцов коротких колонн из стальных труб, заполненных C40 шлаково-зольным геополимерным бетоном. С помощью испытаний на нагрев и осевое сжатие при высоких температурах измерялись температурное поле и механические свойства образцов при пяти температурах: 28, 200, 400, 600, 800 ℃. Систематически получены формы разрушения образцов, предельная несущая способность и реакция «нагрузка-смещение» при различных условиях работы. Результаты показали, что образцы с большим коэффициентом ограничивающего эффекта увеличивали предельную несущую способность на 6% и 9% при 200 ℃ и 400 ℃ соответственно по сравнению с нормальной температурой, а образцы с меньшим коэффициентом ограничения немного снижались, что указывает на усиление плотнения геополимерного бетона при высоких температурах (200~400 ℃) за счет жесткого ограничения стальной трубы; при температуре 600 ℃ и выше несущая способность обоих типов образцов значительно снизилась. На этой основе была создана последовательная тепломеханическая конечно-элементная модель в ABAQUS, которая, согласно экспериментальной проверке, способна точно моделировать термомеханическую реакцию данных элементов. Результаты анализа параметров показали, что увеличение коэффициента ограничивающего эффекта способствует повышению предельной несущей способности при высоких температурах.

Короткие колонны из квадратных стальных труб; геополимер; осевая нагрузочная характеристика; нагружение при постоянной температуре; конечно-элементный анализ; коэффициент ограничивающего эффекта