【摘 要】
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本文基于已有对钢管混凝土以及活性粉末混凝土（RPC）的研究,分析探讨了钢管RPC全截面加载下轴向受压组合柱的力学性能,并且借助大型有限元分析软件ANSYS进行了模拟,探究了两种材料的协同工作原理。同时将模拟得到的极限承载力进行拟合,得到了计算钢管RPC极限承载力的公式。主要研究成果如下:1.基于多组试验数据,提出了无约束RPC峰值应变的计算公式,探究了钢管约束下约束混凝土与素混凝土力学行为的关系,
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本文基于已有对钢管混凝土以及活性粉末混凝土（RPC）的研究,分析探讨了钢管RPC全截面加载下轴向受压组合柱的力学性能,并且借助大型有限元分析软件ANSYS进行了模拟,探究了两种材料的协同工作原理。同时将模拟得到的极限承载力进行拟合,得到了计算钢管RPC极限承载力的公式。主要研究成果如下:1.基于多组试验数据,提出了无约束RPC峰值应变的计算公式,探究了钢管约束下约束混凝土与素混凝土力学行为的关系,得到了钢管约束下RPC柱荷载-应变曲线特征点的计算公式。2.介绍了剥离分析法的工作原理,分别提取了约束混凝土在受压过程中荷载-应变曲线的上升段和下降段,对曲线的数据进行分析,在韩林海本构模型的基础上加以修正,得到了在钢管约束下RPC柱的本构曲线。3.利用分析软件ANSYS对建立了非线性有限元模型,通过与试验数据的对比验证了模型的准确性。模拟了试件的受力过程,对加载过程中钢管和混凝土各个阶段的力学行为进行分析,进一步分析组合柱协同工作原理。4.从钢管长径比、屈服强度以及核心约束混凝土抗压强度三个角度探索了其对组合轴压柱的影响,讨论了组合柱峰值应变、峰值荷载等的影响因素,并对套箍指数的大小对试件荷载-应变曲线带来的变化进行分析。5.对比了国内外已有的规范,试算表明现有规范给出的普通钢管混凝土极限承载力公式并不适用于钢管RPC。根据极限平衡理论推导出了钢管RPC的极限承载力表达式。通过对之前有限元模拟得到的数据进行拟合,得到了适用于钢管RPC的极限承载力公式,基于已经开展的大量相关试验数据,经过计算验证了该公式的正确性与普遍性。
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