隨著鋼管混凝土桁架梁在大跨高墩橋梁工程中的應(yīng)用,學(xué)術(shù)界和工程界越來越重視高抗拉延性材料的研發(fā)。在鋼管中填充鋼纖維活性粉末混凝土的鋼管-活性粉末混凝土(以下簡稱鋼管-RPC)具有良好的抗壓、抗拉強(qiáng)度和延性,用于桁架梁的上、下弦桿,將獲得良好的整體抗彎承載力、抗彎剛度、變形能力和動力性能,可減輕結(jié)構(gòu)自重而改善結(jié)構(gòu)的抗震性能,具有良好的工程應(yīng)用前景。但是,目前有關(guān)鋼管-RPC受力性能的研究主要集中于受壓方面,而受拉方面的研究僅見于軸拉試驗(yàn)方面。為了改善桁梁受拉弦桿的受力性能,促進(jìn)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用,同時(shí)也為了完善鋼管活性粉末混凝土受拉性能的理論研究,本課題在鋼管活性粉末混凝土軸拉試驗(yàn)研究和推出試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了鋼管-RPC偏拉試驗(yàn)研究,主要的工作內(nèi)容和研究成果如下:.(1)以四川干海子連續(xù)桁架梁橋的上部結(jié)構(gòu)為原型,設(shè)計(jì)并制作了鋼管-RPC偏拉試件和傳力裝置。試驗(yàn)參數(shù)包括荷載偏心率(0、0.25、0.50、0.75、1.00)、鋼纖維體積摻量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)和截面含鋼率即鋼管壁厚(1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm)，共 36 根鋼管-RPC 試件。(2)成功進(jìn)行了鋼管-RPC偏拉試驗(yàn)并獲得了可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)和顯著的試驗(yàn)現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上研究組合截面極限承載力和初始剛度計(jì)算方法。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:①鋼管-RPC偏拉試件典型的破壞模式為中截面受拉破壞,RPC能協(xié)助鋼管受力,提高截面抗拉承載力和剛度,RPC裂縫分布比普通混凝土更加細(xì)密、均勻;②鋼管-RPC具有良好的變形能力,鋼管極限軸向應(yīng)變可超過50000με,不同參數(shù)對應(yīng)變分布影響可以忽略,荷載-應(yīng)變曲線都經(jīng)歷了彈性段、彈塑性段和強(qiáng)化段;③鋼管-RPC偏拉試件截面應(yīng)變滿足平截面假定,中和軸移動規(guī)律與荷載偏心率有關(guān),與鋼纖維摻量和截面含鋼率關(guān)系不大;④鋼管-RPC偏拉試件的特征點(diǎn)荷載均隨荷載偏心率增大呈反比例下降,隨鋼纖維體積摻量增加呈線性增加,隨鋼管壁厚呈二次函數(shù)形式增加;⑤采用截面平均應(yīng)變5000με的荷載F5000作為鋼管-RPC軸(偏)拉極限承載力合理可行;⑥以鋼管-RPC軸拉承載力公式和鋼管-鋼纖維(微膨脹)混凝土純彎承載力公式為基礎(chǔ)的鋼管-RPC偏拉試件的N-M相關(guān)公式,計(jì)算精度高,便于工程應(yīng)用,且適用于軸拉試件;⑦以鋼管-RPC軸拉剛度公式為基礎(chǔ)的鋼管-RPC偏拉試件初始剛度計(jì)算方法具有較高的計(jì)算精度,滿足工程設(shè)計(jì)要求,且適用于軸拉試件。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U446
【部分圖文】：

１．１課題研究的背景和意義逡逑鋼管混凝土桁梁是由鋼管混凝土弦桿和鋼管腹桿組成的一種以受彎為主的逡逑組合結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土桁架作為橋梁的主梁自〗９％年首次成功應(yīng)用于廣東南海逡逑紫洞大橋［１］以來，此類結(jié)構(gòu)在我國橋梁工程中得到了大量應(yīng)用，如湖北秭歸向家逡逑壩大橋Ｍ、重慶萬州大橋Ｗ和四川干海子大橋Ｗ等，同時(shí)鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu)也逡逑在房屋建筑中得到了應(yīng)用，如寧波保齡球館屋面Ｗ和大連市慶港大酒店的內(nèi)筒結(jié)逡逑構(gòu)丨６］等。逡逑（ａ）廣東南海紫洞大橋邐（ｂ）湖北秭歸向家壩大橋逡逑

（ｃ）重慶萬州大橋邐（ｄ）四川干海子大橋逡逑圖１－１鋼管混凝土桁架梁在橋梁工程中應(yīng)用逡逑相比于空鋼管桁梁和傳統(tǒng)的鋼桁架，鋼管混凝土桁梁節(jié)點(diǎn)剛度大，延緩了鋼逡逑管的局部屈曲，改善了結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、耐火性和抗疲勞性能，節(jié)約了鋼材并逡逑提高了結(jié)構(gòu)的承載力【７】。鋼管混凝土桁梁極限承載力試驗(yàn)研究結(jié)果表明鋼逡逑管混凝土桁梁最主要的破壞形式為受拉弦桿拉斷，提高桁梁受拉弦桿的抗拉強(qiáng)度逡逑和剛度將有助于提高桁梁整體的抗彎承載力和剛度。逡逑近年來混凝土材料的相關(guān)研究發(fā)展迅速，尤其是強(qiáng)度和耐久性方面得到了很逡逑大發(fā)展，并由此誕生了超高性能混凝土（ｈｉｇｈ邋ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ，簡稱ＨＰＣ）。逡逑作為高性能混凝土的一種，活性粉末混凝土是以水泥和礦物摻合料等活性粉末材逡逑１逡逑

鋼管－ＲＰＣ偏拉試驗(yàn)設(shè)計(jì)及加載逡逑２．２偏拉試驗(yàn)材性性能逡逑２．２．１邋ＲＰＣ制備及其物理力學(xué)性能逡逑（１）邋ＲＰＣ的制備逡逑為了提高鋼管－ＲＰＣ的經(jīng)濟(jì)性，本試驗(yàn)就近取材，采用本地工程中常用材料。包括福建“煉石牌’’Ｐ．０邋４２．５普通混凝土酸鹽水泥、閩江河砂、福建先創(chuàng)Ｃ聚羧酸酯高效減水劑、鐵合金廠硅灰和漢森鋼纖維。逡逑

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本文編號：2817976