【摘要】：將活性粉末混凝土灌入鋼管形成鋼管活性粉末混凝土后,鋼管約束了混凝土,在軸心受壓荷載下,混凝土三向受力,可延緩其縱向開裂；同時混凝土可以延緩或避免薄壁鋼管過早地發(fā)生局部屈曲。兩種材料相互彌補(bǔ)了彼此的弱點,具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性,在土木工程領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為研究鋼管活性粉末混凝土柱的受壓性能,本文通過短柱試驗、長柱試驗對鋼管活性粉末混凝土柱的受壓性能進(jìn)行了研究。分析了短柱的受力機(jī)理,得到了核心活性粉末混凝土的本構(gòu)模型,為活性粉末混凝土規(guī)范的編制提供依據(jù)。論文主要工作如下： (1)進(jìn)行了一批鋼管活性粉末混凝土短柱試驗,通過變化加載方式、套箍系數(shù)等影響因素,分析了各因素對試件破壞形式、荷載-變形曲線、極限承載力的影響。研究表明：加載方式本身對試件的破壞形態(tài)及極限承載力影響不大,主要的影響因素仍為套箍系數(shù)。套箍系數(shù)較小時,試件表現(xiàn)為剪切破壞；套箍系數(shù)較大時,試件成腰鼓狀鼓曲。 (2)進(jìn)行了一批鋼管活性粉末混凝土長柱試驗,通過變化長細(xì)比和套箍系數(shù),分析了各因素對試件破壞形式、荷載-變形曲線、極限承載力的影響。研究表明：長柱試件的破壞基本屬非彈性失穩(wěn)破壞類型,其中長細(xì)比較小的試件除彎曲失穩(wěn)破壞外還伴隨著局部受壓鼓曲破壞,長細(xì)比越小,試件的延性破壞特點越明顯,隨著長細(xì)比的增加,試件也由強(qiáng)度破壞逐漸轉(zhuǎn)向失穩(wěn)破壞；在相同套箍系數(shù)下,隨著長細(xì)比的增加,鋼管活性粉末混凝土長柱的極限承載力和極限位移都逐漸降低。 (3)在已有活性粉末混凝土常規(guī)三軸壓縮試驗基礎(chǔ)上,計算分析得到了活性粉末混凝土Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則及Willam-Warnke破壞準(zhǔn)則的待定參數(shù)。在此基礎(chǔ)L對鋼管活性粉末混凝土短柱及長柱的極限承載力進(jìn)行了理論推導(dǎo),獲得了短柱的承載力計算公式；對鋼管活性粉末混凝土長柱及中長柱進(jìn)行了界定,并推導(dǎo)了相應(yīng)的長柱及中長柱極限承載力計算公式。 (4)對鋼管活性粉末混凝土短柱進(jìn)行了全過程彈塑性分析,并提出了判斷鋼管活性粉末混凝土短柱達(dá)到極限承載力時鋼管環(huán)向是否屈服的特征套箍系數(shù)ζ0,此系數(shù)也是判斷鋼管活性粉末混凝土柱的軸壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰值應(yīng)力后發(fā)展趨勢的依據(jù)。 (5)對鋼管及核心活性粉末混凝土進(jìn)行了受力分析,并提出了核心活性粉末混凝土約束本構(gòu)模型。研究表明核心活性粉末混凝土峰值強(qiáng)度隨著鋼材屈服強(qiáng)度、套箍系數(shù)及活性粉末混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的提高而提高,基于此給出了核心活性粉末混凝土峰值強(qiáng)度及峰值應(yīng)變的計算公式。 (6)基于鋼管的環(huán)向、縱向應(yīng)力及變形試驗數(shù)據(jù),提出了鋼管活性粉末混凝土柱鋼管的受力模型。并揭示了鋼管與核心活性粉末混凝土之間的傳力特征,結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析得到了有限元建模時摩爾庫倫摩擦系數(shù),值為0.6；并將本文所提核心活性粉末混凝土等效單軸本構(gòu)應(yīng)用于有限元建模中進(jìn)行了對比分析。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆志剛;張武奇;安明U，

本文編號：2437010