本文選題：鋼管高強機制砂混凝土　切入點：粘結(jié)機理　出處：《深圳大學》2017年碩士論文

【摘要】：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載能力高、變形和耗能能力強的優(yōu)點,由其建造的高層建筑經(jīng)濟效果好,已成為工程應用中廣泛采用的建筑結(jié)構(gòu)形式。但工程上所用的砂基本為天然砂,但天然砂是一種不可再生資源,日益面臨枯竭,因此,急需尋求一種新的砂源來代替。利用巖石資源或工程棄置的廢石生產(chǎn)機制砂,可部分或全部替代天然砂制備混凝土,并可與鋼管組合形成鋼管高強機制砂混凝土結(jié)構(gòu)。本文制作了54根鋼管高強機制砂混凝土試件,采用推出試驗方法研究鋼管與機制砂混凝土界面粘結(jié)機理、粘結(jié)應力以及沿構(gòu)件縱向相對滑移的分布,并考慮機制砂的原料形態(tài)(石灰石、卵石)、混凝土強度、石粉含量、徑厚比等因素對鋼管機制砂混凝土界面粘結(jié)性能的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了鋼管與高強機制砂混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過鋼管高強機制砂混凝土試件推出試驗,可以得到各試件的荷載-滑移曲線,分析和歸納曲線特征,得到其典型的荷載-滑移曲線。研究發(fā)現(xiàn)機制砂原料形態(tài)對荷載-滑移曲線形狀影響較大:機制砂原料形態(tài)為石灰石的試件,其P-S曲線經(jīng)峰值點后發(fā)展比較平緩,無明顯的下降段;而原料形態(tài)為卵石的試件的P-S曲線在經(jīng)過峰值點后,出現(xiàn)了明顯的下降段。(2)通過在鋼管縱向不同位置連續(xù)布置位移計和電阻應變片,測出鋼管應變和滑移在整個推出試驗過程中沿鋼管高度方向的變化規(guī)律,并依據(jù)鋼管混凝土界面粘結(jié)力與鋼管應變微分成正比關(guān)系,得出粘結(jié)應力的的大小及分布規(guī)律。(3)研究了機制砂原料形態(tài)、石粉含量、混凝土強度、徑厚比等因素對鋼管機制砂混凝土界面粘結(jié)力的影響以及粘結(jié)強度變化規(guī)律。(4)通過對試件平均粘結(jié)應力-自由端滑移曲線的分析,提出了平均粘結(jié)應力-自由端滑移本構(gòu)模型,經(jīng)過與試驗結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)二者吻合較好,從而驗證了其合理性。在此基礎(chǔ)上,以平均粘結(jié)應力-自由端滑移曲線為基準曲線,進一步提出了考慮位置變化的粘結(jié)—滑移本構(gòu)關(guān)系。
[Abstract]:Concrete-filled steel tube (CFST) structure has the advantages of high bearing capacity, strong deformation and energy dissipation capacity. The high-rise building built by it has good economic effect and has become a widely used structural form in engineering applications. However, the sand used in engineering is basically natural sand. However, natural sand is a kind of non-renewable resource, which is facing depletion day by day. Therefore, it is urgent to find a new sand source to replace it. In this paper, 54 specimens of steel tube high strength machined sand concrete are made, and the interfacial bond mechanism between steel tube and machined sand concrete is studied by deducing test method. The distribution of bond stress and relative slippage along the longitudinal direction of the member, and taking into account the raw material form of the machine-made sand (limestone, pebbles, concrete strength, stone powder content, etc.). The influence of diameter to thickness ratio on the interfacial bond behavior of steel tube machine-made sand concrete. The bond-slip constitutive relation between steel tube and high-strength machined sand concrete is proposed. The main research contents are as follows: (1) the load-slip curves of each specimen can be obtained by deducing the test piece of high-strength machined sand concrete of steel tube. The characteristic of the curve is analyzed and summarized, and the typical load-slip curve is obtained. It is found that the shape of the machine-made sand has a great influence on the shape of the load-slip curve: the raw material form of the machine-made sand is the sample of limestone. The P-S curve developed slowly after the peak point, and the P-S curve of the sample with the pebble shape passed through the peak point. A significant descending section appears. (2) through the continuous placement of displacement meters and resistance strain gauges at different longitudinal positions of the steel tube, the variation of the strain and slippage of the steel tube along the direction of the height of the steel pipe during the whole roll-out test is measured. According to the relationship between the interface bond force of CFST and the strain of steel tube, the size and distribution of bond stress are obtained. The material form of machine-made sand, the content of stone powder and the strength of concrete are studied. The influence of diameter to thickness ratio on the interfacial bond force of steel tube machined sand concrete and the change rule of bond strength. (4) based on the analysis of the average bond stress-free end slip curve of the specimen, an average bond stress-free end slip constitutive model is proposed. By comparing with the experimental results, it is found that the two are in good agreement with each other, and the rationality is verified. On this basis, the average bond stress-free end slip curve is taken as the reference curve. Furthermore, a bond-slip constitutive relation considering the change of position is proposed.
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU528

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本文編號：1687116