【摘要】：隨著能源需求的持續(xù)增長以及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整需求,核能正受到越來越廣泛的重視,對于核電工程相關(guān)熱點問題的研究勢在必行。我國第三代核電堆型AP1000結(jié)構(gòu)模塊墻體采用雙鋼板混凝土結(jié)構(gòu),對于此種結(jié)構(gòu)的研究多集中在民用建筑的鋼板混凝土組合剪力墻,對核電工程相關(guān)的研究仍處于初步階段,尤其抗震設(shè)計缺少相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范,另外,結(jié)構(gòu)模塊自身支架系統(tǒng)設(shè)計時考慮的主要是模塊的運輸和吊裝荷載,對澆筑混凝土?xí)r的側(cè)壓力考慮不足,導(dǎo)致目前模塊變形成為關(guān)鍵問題,針對上述核電工程鋼板混凝土結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用中存在的問題,本文開展了以下研究工作。首先針對AP1000結(jié)構(gòu)模塊墻體用的自密實混凝土利用正交試驗進(jìn)行了配合比設(shè)計,對混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度及坍落擴(kuò)展度進(jìn)行測定,得到了力學(xué)和工作性能良好的自密實混凝土配合比。制作了墻體模塊的典型單元試驗?zāi)Ｐ?進(jìn)行了混凝土分層澆筑試驗,得到混凝土側(cè)壓力與澆筑高度的關(guān)系,并對墻體的變形及應(yīng)變進(jìn)行了分析,研究表明:在分層澆筑過程中,自密實混凝土側(cè)壓力沿高度方向呈線性變化,且自其底部向上,側(cè)壓力逐漸減小,最大側(cè)壓力出現(xiàn)在澆筑當(dāng)前層的底部,為按液壓公式P=?h計算的50%~80%,同時,先期凝結(jié)的混凝土側(cè)壓力降低。根據(jù)試驗確定的側(cè)壓力分布規(guī)律,利用有限元軟件ABAQUS對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與試驗結(jié)果擬合較好;建立兩種實際墻體模型,對其進(jìn)行了不同澆筑高度下分層澆筑工況的數(shù)值模擬,確定合理的單層澆筑高度為5m。根據(jù)模擬結(jié)果確定了槽鋼應(yīng)力和鋼板變形為關(guān)鍵的控制條件,并推導(dǎo)出二者的計算公式,在此基礎(chǔ)上,對結(jié)構(gòu)模塊墻體的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)參分析,結(jié)果表明:實際工程設(shè)計偏于保守,可小幅增大角鋼和槽鋼間距,以達(dá)到提高施工效率、節(jié)約成本的目的。論文的研究可為核電工程設(shè)計與施工提供參考。設(shè)計10種不同參數(shù)的結(jié)構(gòu)模塊墻體,利用有限元軟件ABAQUS研究鋼板厚度、角鋼間距和槽鋼間距對其抗震性能的影響,通過滯回曲線和骨架曲線等研究墻體承載力、剛度及耗能能力,在此基礎(chǔ)上,對其剛度計算模型進(jìn)行簡化,提出初始剛度的計算公式,為核電相關(guān)的鋼板混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供理論支撐,論文的研究成果對我國核電工程的發(fā)展具有重要的意義。
【圖文】：

a）外包鋼板混凝土剪力墻 （b）核電相關(guān)結(jié)構(gòu)模塊墻體圖 1.1 鋼板混凝土組合結(jié)構(gòu)示意圖電工程鋼板混凝土結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀核電工程鋼板混凝土結(jié)構(gòu)的研究最早開始于上個世紀(jì)八十年代可行性、成本等角度進(jìn)行了研究[18,19]。90 年代，我國也進(jìn)行研究。euchi[20]等人研究了栓釘間距對鋼板屈曲的影響，，得到了鋼板混凝土結(jié)構(gòu)具有更好的延性和承載力的結(jié)論。aki[21-23]、Emori[24]、熊峰[25]和 Danay 等[26]等對鋼板混凝土墻體研究，推導(dǎo)出正方形鋼板混凝土墻體面內(nèi)剪應(yīng)力計算方程和剪Danay 把栓釘簡化為剪切彈簧，利用力的平衡，推導(dǎo)出抗剪栓[27]

（a）YAW2000 壓力試驗機(jī) （b）試塊壓壞后照片圖 2.1 抗壓強(qiáng)度試驗.2劈拉強(qiáng)度試驗混凝土劈拉強(qiáng)度試驗每組制作 3 個截面為 100mm 的立方體試塊，試驗 2.2 所示。）DNS300 壓力試驗機(jī)壓試塊照片 （b）試塊壓壞后照片
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528;TU352.11

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本文編號：2705234