【摘要】：隨著社會(huì)發(fā)展日新月異,建筑業(yè)得到蓬勃發(fā)展,由此帶來的建筑垃圾尤其是廢棄混凝土也與日劇增,再生混凝土技術(shù)的應(yīng)用一方面可以處理大量廢棄混凝土;另一方面用再生骨料替代天然骨料,可以減少對(duì)自然資源的消耗,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,符合國家綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。本文充分利用再生混凝土,在鋼與再生混凝土組合柱的基礎(chǔ)上提出了圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱,該新型組合柱充分利用了型鋼再生混凝土和鋼管再生混凝土的優(yōu)點(diǎn),克服了型鋼再生混凝土施工較為困難、鋼管再生混凝土易發(fā)生屈曲失穩(wěn)的缺點(diǎn);組合柱中鋼管對(duì)內(nèi)部再生混凝土起到良好的約束作用,同時(shí)型鋼、鋼管和再生混凝土三者之間共同承擔(dān)外荷載,提高了構(gòu)件的承載力和變形能力,具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。本文通過試驗(yàn)研究和理論分析,對(duì)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱在軸壓荷載下的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并提出了相關(guān)計(jì)算理論。根據(jù)再生混凝土特點(diǎn)和組合結(jié)構(gòu)要求,設(shè)計(jì)配制了滿足強(qiáng)度要求的再生混凝土材料。在此基礎(chǔ)上,共設(shè)計(jì)制作了 11個(gè)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱試件,設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括再生粗骨料取代率、鋼管徑厚比、型鋼配鋼率、長(zhǎng)細(xì)比;通過對(duì)各個(gè)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱進(jìn)行軸心受壓加載試驗(yàn)研究,主要研究了組合柱在軸壓條件下的破壞過程及破壞形態(tài)特征。分析了組合柱在軸心受壓下的荷載-位移曲線、鋼管荷載-應(yīng)變曲線、型鋼荷載-應(yīng)變曲線,鋼管橫向變形系數(shù)曲線,在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了再生粗骨料取代率,鋼管徑厚比,型鋼配鋼率以及長(zhǎng)細(xì)比等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱軸心受壓性能的影響。結(jié)合圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱的特征,采用ABAQUS軟件對(duì)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱進(jìn)行軸壓性能模擬分析,主要獲取了柱構(gòu)件的變形特征,應(yīng)力云圖,荷載-應(yīng)變曲線,并將有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,驗(yàn)證了有限元模型的合理性,在此基礎(chǔ)上,考慮再生混凝土強(qiáng)度、鋼管強(qiáng)度、型鋼強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)組合柱的軸壓性能進(jìn)行了進(jìn)一步的分析,深化了對(duì)圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱的理論分析。結(jié)合試驗(yàn)研究及有限元分析,在分析破壞機(jī)理及計(jì)算模型的基礎(chǔ)上,分別基于極限平衡法、雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論以及疊加原理等三種理論提出了適用于圓鋼管型鋼再生混凝土組限承載力計(jì)算公式進(jìn)行了比較分析,給出了各公式的適用條件,研究結(jié)論可為圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱的工程應(yīng)用提供參考。
【圖文】：

圓鋼管型鋼再生混凝土組合柱軸心受壓試驗(yàn)研究試件制作 型鋼及鋼管制作按照上述試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)制作型鋼及鋼管。在考慮材料損耗的基礎(chǔ)上，計(jì)算試驗(yàn)量進(jìn)行并購買符合質(zhì)量要求的鋼材。所用型鋼為焊接工字鋼，，按試件設(shè)計(jì)尺寸切割焊接制作，型鋼一端與 30mm 厚的底端板通過焊接連接；鋼管采用直焊管，根據(jù)試件設(shè)計(jì)尺寸在工廠統(tǒng)一加工制作完成，試驗(yàn)前鋼管的兩端需在車床上證試件兩端的平整度和垂直度，另外：型鋼應(yīng)先貼應(yīng)變片，再和圓鋼管一起按底端板進(jìn)行圍焊連接，焊接時(shí)注意保證型鋼，鋼管與底端板的中心重合。部分的型鋼與鋼管如圖 2-2 所示。

兩端的平整度和垂直度，另外：型鋼應(yīng)先貼應(yīng)變片，再和圓鋼進(jìn)行圍焊連接，焊接時(shí)注意保證型鋼，鋼管與底端板的中心重與鋼管如圖 2-2 所示。圖 2-2 部分制作完成后的型鋼與鋼管Fig.2-2 Part of the profile steel and steel tube主要力學(xué)性能指標(biāo)見表 2-3, 材性試驗(yàn)及樣品取樣均遵循我國驗(yàn)第一部分：室溫試驗(yàn)方法》（GB/T228.1-2010）[64]、《鋼及置及試樣制備》（GB/T2975-1998）[65],如圖 2-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2518116