圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压性能研究

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圆钢管混凝土结构有着施工方便、承载力高、抗震性能良好等优点,在国内外的工程建设中有着广泛的应用。近些年,随着经济的增长,基础建设和城市化建设进入了高速发展时期,与此同时,也产生了以废弃混凝土为主的建筑垃圾,废弃混凝土再次利用既可使废弃混凝土变废为宝,也可以节省处理废弃混凝土的经费开支,并且减少天然骨料的消耗。但是再生混凝土的强度不高,限制了它的推广和应用,而锂渣作为一种固体工业废弃物,将其添加到再生混凝土中,可以弥补再生混凝土强度的不足,在一定程度上可以提高再生混凝土的力学性能。本文基于解决“两废”为出发点,对圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压性能进行研究。圆钢管锂渣再生混凝土柱与普通混凝土柱有所不同,它的核心是锂渣部分取代水泥,再生粗骨料部分取代天然粗骨料,改变核心混凝土的配合比。圆钢管锂渣再生混凝土柱结构在我国至今尚未应用,本文主要围绕圆钢管锂渣再生混凝土柱的轴压性能进行研究,为圆钢管锂渣再生混凝土柱在实际工程中的应用提供理论支持。主要工作如下:(1)本试验共设计29个试件,其中16个试件为圆钢管锂渣再生混凝土短柱,13个试件为圆钢管锂渣再生混凝土长柱。将锂渣取代率、再生粗骨料取代率和长径比作为3个变量因素,观察试件轴心受压的破坏过程和破坏形式,绘制荷载-位移和应力-应变曲线。得出结果为,随锂渣取代率的增加,极限承载力先增大后减小,在20%时承载力最好;再生粗骨料取代率越大,极限承载力越差;随长径比增加,极限承载力下降。(2)利用ABAQUS有限元软件建立圆钢管锂渣再生混凝土柱的轴压模型进行模拟,并与试验结果对比分析得出试件模拟变形部位和试验变形部位基本一致、极限承载力也较吻合,验证了有限元模型的合理性,为后续研究进行基础准备。(3)基于国内外的相关规范,考虑锂渣取代率、再生粗骨料取代率、长径比3个参数对试件极限承载力值的影响,初步提出改进后的圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压极限承载力计算公式,并将计算结果与试验实测值进行对比分析,结果较为吻合。
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