本文關(guān)鍵詞：鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱軸壓承載力的研究　出處：《延邊大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：因經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,天然建材消耗巨大;除此之外,接近使用年限的舊建筑物更新?lián)Q代,產(chǎn)生的廢棄混凝土物等建筑垃圾越來越多,都會(huì)對環(huán)境和社會(huì)引起較大的危害,所以單靠采取天然建材并不是智舉,對廢棄混凝土充分利用具有重要的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。又因高、大跨等構(gòu)造物對建筑空間要求較高,故使用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)較多,且自密實(shí)混凝土具有無需震動(dòng)均勻密實(shí)的優(yōu)良工作性能,因此研究鋼管自密實(shí)再生混凝土結(jié)構(gòu)已迫在眉睫,且鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱軸心受壓承載力的研究甚少。故本人在前人研究基礎(chǔ)上,采用試驗(yàn)及ANSYS模擬對其進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下。(1)采用全面試驗(yàn)法,研究礦渣粉與硅灰在不同比例(1:1、3:1、9:1)和再生骨料在不同取代率(0%、25%、50%、75%、100%)下對自密實(shí)再生混凝土的工作性能、立方體抗壓強(qiáng)度及彈性模量等性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)再生粗骨料取代率為50%、礦渣粉與硅灰之比為3:1時(shí),自密實(shí)再生混凝土的工作性能最佳,比礦渣粉與硅灰之比為1:1和9:1,自密實(shí)再生混凝土的擴(kuò)展度分別提高了 4.47%和8.18%,坍落度分別提高了 1.90%和2.68%,T500分別減少了 18.18%和25%;自密實(shí)再生混凝土的彈性模量隨著再生粗骨料取代率的增加而減小,隨著礦渣粉與硅灰之比的增大而減小,當(dāng)?shù)V渣粉與硅粉之比為1:1時(shí),與自密實(shí)混凝土相比,自密實(shí)再生混凝土的彈性模量總體降低最少,當(dāng)再生骨料取代率為25%、50%、75%、100%時(shí),彈性模量分別降低了 4.68%、8.43%、13.75%、17.5%,硅粉比例增加會(huì)對自密實(shí)再生混凝土的彈性模量降低具有補(bǔ)償?shù)淖饔�。在礦渣粉與硅粉之比為1:1、再生粗骨料取代率為50%時(shí),自密實(shí)再生混凝土 3d的抗壓強(qiáng)度最高,比礦渣粉與硅灰之比為3:1和9:1分別提高了 2.27%和1.66%;當(dāng)?shù)V渣粉與硅灰之比為9:1、再生粗骨料取代率為50%時(shí),自密實(shí)再生混凝土 7d的抗壓強(qiáng)度最高,比礦渣粉與硅灰之比為1:1和3:1提高了 5.59%和0.85%;再生粗骨料取代率為50%、礦渣粉與硅灰之比為1:1、3:1、9:1時(shí),28d抗壓強(qiáng)度分別降低了 0.36%、2.53%、3.83%,且在礦渣粉與硅灰之比為1:1時(shí),自密實(shí)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度最高,比礦渣粉與硅灰之比為3:1和9:1分別提高了 3.29%和5.69%;故提出C40自密實(shí)再生混凝土單位體積的各材料重量的最優(yōu)配合比(水泥:粉煤灰:礦渣粉:硅灰:天然骨料:再生粗骨料:砂:水:減水劑的最優(yōu)配合比為250:150:50:50:500.4:510:742.56:153.93:12.5)。(2)對鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的軸心試壓表明:軸壓試件的破壞模式為剪切破壞,柱中形成腰鼓的變形特征;鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的軸壓承載力略低于鋼管自密實(shí)普通混凝土短柱,最大極限荷載處的位移在6～10mm左右,且隨著自密實(shí)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的提高,鋼管自密實(shí)再生混凝土試件極限承載力越大,對應(yīng)的位移越小;鋼管自密實(shí)再生混凝土和自密實(shí)鋼管普通混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和荷載-位移曲線基本相似,隨著再生粗骨料取代率、礦渣粉與硅灰之比的增加,荷載—縱向位移曲線在彈性階段的斜率逐漸減少,鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的剛性逐漸減弱;隨著礦渣粉與硅灰之比的增加,鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的極限承載力逐漸減小,隨著再生粗骨料取代率的增加,鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的極限承載力先減小后增大再減小。當(dāng)再生粗骨料取代率為50%時(shí),礦渣粉與硅灰之比為1:1的極限承載力最大,為1161KN,比礦渣粉與硅灰之比為3:1提高了 3.5%,比礦渣粉與硅灰之比為9:1提高了 2.4%;與鋼管再生混凝土短柱相比較,鋼管內(nèi)澆筑自密實(shí)再生混凝土是可行的,在滿足承載力的條件下,當(dāng)綜合考慮再生粗骨料最大限度利用、施工進(jìn)度和成本時(shí),再生骨料取代率最佳為50%,相應(yīng)的承載力比鋼管再生混凝土短柱高1.08%;靜載試驗(yàn)得出15根鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱的極限承載力,通過計(jì)算得出:《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(DBJ13-51-2003)的計(jì)算值與試驗(yàn)值最接近,與試驗(yàn)的比值介于0.71～0.99之間,且均值為0.960,變異系數(shù)為0.031,安全度最低;通過找出構(gòu)件約束效應(yīng)系數(shù)與管內(nèi)混凝土承載力提高系數(shù)之間的關(guān)系曲線,對曲線進(jìn)行回歸分析和擬合,提出鋼管再生混凝土柱的極限承載力修正計(jì)算式:ND=(27.25ζ2-49.71ζ + 24.27)fckAc +fyAs(3)ANSYS有限元模擬的極限承載力、破壞形態(tài)與試驗(yàn)相應(yīng)的結(jié)果對比得出,兩者比值的平均值、變異系數(shù)分別是1.019、0.008,偏差在5%左右,破壞形態(tài)與試驗(yàn)結(jié)果一樣,說明兩者吻合良好,表明應(yīng)用有限元ANSYS分析鋼管自密實(shí)再生混凝土短柱軸心受壓的可行性。
[Abstract]:Due to the rapid development of economic construction , the consumption of natural building materials is huge ; besides , the construction wastes such as waste concrete and other buildings which are close to the service life are more and more harmful to the environment and society . ( 1 ) The effect of slag powder and silica fume on the properties of self - compacting recycled concrete under different substitution rates ( 0 % , 25 % , 50 % , 75 % , 100 % ) was studied by a comprehensive test method . The experimental results show that when the ratio of slag powder to silica fume is 3 鈭，

本文編號：1383035