本文選題：鋼管型鋼再生混凝土　切入點：構(gòu)件　出處：《廣州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)由粗放型逐漸向著集約型轉(zhuǎn)變,資源的可循環(huán)利用以及節(jié)能環(huán)保的研究近年來一直廣受關(guān)注。我國正處于高速發(fā)展時期,基礎(chǔ)建設(shè)等構(gòu)筑物的開發(fā)修建不僅消耗了大量的砂石等自然資源,拆除舊建筑以及地震災(zāi)后產(chǎn)生的廢棄建筑垃圾也對環(huán)境造成了惡劣的影響。而將廢棄混凝土經(jīng)過破碎、加工等工序形成的再生骨料部分或全部替代天然骨料的再生混凝土可以實現(xiàn)對廢棄混凝土的回收利用,從源頭上解決建筑垃圾帶來的各種問題,既節(jié)約了天然骨料,緩解骨料的供求矛盾,還減輕了城市環(huán)境的污染,具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。但由于性能上與普通混凝土相比存在的差異,尤其是抗震延性方面相對較低,所以再生混凝土在工程結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用層面還較低,應(yīng)用范圍也很局限。目前改善再生混凝土工作性能的研究工作主要分為兩方面,一為材料方面,主要方法為碳化和采用浸泡納米溶液等措施來提高再生骨料的材料性能;二是結(jié)構(gòu)方面,通過鋼管進行三面圍壓來改善再生混凝土的工作性能。但是在水平往復(fù)加載的情況下,外圍的約束鋼管較易發(fā)生鼓曲變形,從而降低了約束效應(yīng),不利于對核心再生混凝土的保護作用。本文基于結(jié)構(gòu)方面考慮,改善再生混凝土的工作環(huán)境,提高抗震性能,從構(gòu)件、節(jié)點和平面結(jié)構(gòu)三方面對增強鋼管型鋼再生混凝土框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的抗震性能展開研究,主要研究內(nèi)容和取得的研究成果主要如下:1.結(jié)合國內(nèi)外對于再生混凝土和鋼管再生混凝土的工作性能研究,分別從構(gòu)件、節(jié)點和結(jié)構(gòu)層次,對鋼管再生混凝土的研究現(xiàn)狀進行總結(jié),提出有利于提供鋼管再生混凝土工作性能的構(gòu)件和節(jié)點形式,詳細(xì)介紹有限元建模的過程和方法,建立非線性有限元模型,并利用已有的試驗研究來驗證本文有限元模型計算的有效性。2.構(gòu)件層次方面,在通過鋼管外圍約束核心再生混凝土的基礎(chǔ)上,在核心再生混凝土內(nèi)部增設(shè)鋼骨架,以此來提高再生混凝土的剛度、強度和延性�？紤]構(gòu)件的初始幾何非線性和再生混凝土的塑性損傷本構(gòu),分別以相同含鋼率下,不同骨架支撐形式為變化參數(shù),建立了工字型鋼、內(nèi)圓鋼管、十字型鋼、約束鋼筋籠、鋼管壁增厚、無骨架支撐六種不同支撐形式的鋼管約束再生混凝土柱有限元模型,通過對模型進行低周循環(huán)加載,分析各模型構(gòu)件的抗震性能。結(jié)果表明:在相同含鋼率下,相較內(nèi)圓鋼管、十字型鋼等其他截面構(gòu)造,鋼管再生混凝土內(nèi)增設(shè)工字型鋼后,具有更大的初始剛度、水平極限承載力,抗震性能提升明顯,而單純增加外鋼管厚度有利于提高鋼管再生混凝土的水平承載力,但是在抗震延性等方面影響不大。在此基礎(chǔ)上,對鋼管型鋼再生混凝土和的鋼管再生混凝土構(gòu)件的P-(35)曲線進行了軸壓比、鋼材屈服強度等影響參數(shù)的分析。3.節(jié)點形式方面,基于提高核心再生混凝土的整體性,減少節(jié)點域穿柱部件的情況下,建立了外加強環(huán)全焊接連接、新型外套管式單邊螺栓端板連接以及頂?shù)捉卿撊菟ㄟB接三種形式的方鋼管約束型鋼再生混凝土柱-鋼梁節(jié)點有限元模型,分析各模型的抗震性能。結(jié)果顯示:在含柱內(nèi)型鋼骨架支撐、節(jié)點域核心混凝土無穿柱部件擾動時,核心再生混凝土的應(yīng)力應(yīng)變較小,有利于再生混凝土耐久性的提高。在相同軸壓比、梁柱線剛度比情況下,外加強環(huán)全焊接剛性節(jié)點承載能力和滯回耗能能力較高,但延性相對較差;頂?shù)捉卿撊菟ㄟB接半剛性節(jié)點承載能力、滯回耗能相對較低,延性較好;新型外套管式端板連接半剛性節(jié)點的極限承載力、滯回耗能能力和延性性能都表現(xiàn)良好,是一種適合工程應(yīng)用的節(jié)點形式。并針對新型外套管式端板連接半剛性節(jié)點進行了P-(35)影響參數(shù)分析。4.結(jié)構(gòu)形式方面,框架-核心筒形式是目前國內(nèi)常用的一種高層建筑體系,其外圍框架主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)的豎向荷載,核心筒提高結(jié)構(gòu)的抗彎承載力。而鋼管再生混凝土在軸壓等軸壓偏壓性能上與鋼管普通混凝土相差不大,將其作為外圍框架體系承擔(dān)豎向荷載有充分的試驗依據(jù)。本文采用100%再生混凝土取代率,選取一榀平面框架及一榀框架-核心筒剪力墻進行了水平低周循環(huán)加載擬靜力數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:在外圍鋼管約束和內(nèi)部型鋼支撐的情況下,鋼管型鋼再生混凝土柱-鋼梁框架及框架-剪力墻試件的滯回曲線均飽滿,呈梭形狀�？蚣艿奈灰蒲有韵禂�(shù)大于6,框架-剪力墻位移延性系數(shù)大于5,延性良好;剛度以及強度退化較緩;框架試件的等效粘滯力阻尼系數(shù)為0.365,框架-剪力墻試件為0.420;結(jié)合兩個結(jié)構(gòu)試件的強度、剛度退化規(guī)律的分析表明,鋼管型鋼再生混凝土柱-鋼梁框架以及框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能均表現(xiàn)良好。
[Abstract]:In this paper , the author summarizes the research status of recycled concrete in the aspects of high - speed development period , basic construction and so on . It can improve the performance of recycled concrete . In this paper , the finite element model of steel tube confined regeneration concrete column with reinforced concrete filled with steel tube is analyzed . The results show that the stress and strain of concrete filled steel tube are less than those of ordinary concrete . Frame - shear wall test piece is 0.420 , and the analysis of the strength and stiffness degradation law of two structural specimens shows that the seismic performance of the steel tube - reinforced concrete column - steel beam frame and frame - shear wall structure is good .

【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU973.17;TU973.31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1729101