活性粉末混凝土充填复式钢管混凝土梁柱框架抗震性能研究

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本文根据复式钢管混凝土柱和活性粉末混凝土的现有研究基础,提出一种活性粉末混凝土充填复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁组合框架结构。围绕普通混凝土充填空复式钢管混凝土柱-钢梁框架结构、活性粉末混凝土充填空复式钢管混凝土柱-钢梁框架结构、活性粉末混凝土充填空复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁框架结构和活性粉末混凝土充填实复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁框架结构展开抗震性能对比数值模拟研究,分析四种框架结构的抗震性能,明确活性粉末混凝土充填复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁组合框架结构的实际工程应用价值。具体研究内容如下:(1)依据已有普通混凝土充填空复式钢管混凝土柱-钢梁框架结构试验中的构件尺寸,通过ABAQUS软件建立模型并完成其在低周循环荷载作用下的力学性能分析,将模拟得到的的结果与试验结果对比分析,两者的破坏形式基本一致,荷载-位移滞回曲线吻合程度较好,证明有限元分析的正确性。(2)在验证有限元分析合理的基础上,通过ABAQUS软件建立四种框架结构的有限元模型,对其在单向荷载作用下的力学性能进行分析,结果表明四种结构的极限承载力逐步增强。(3)完成四种框架结构在低周循环荷载作用下的抗震性能对比分析。结果表明,四种结构的耗能性能和极限承载力依次提升,强度退化及刚度退化也逐渐趋于缓慢。(4)对RPC充填实复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁框架结构在不同钢材等级、不同螺栓规格和不同活性粉末混凝土配合比下的抗震性能进行了深入的对比分析,结果表明,钢材等级对其抗震性能影响极大,螺栓规格和RPC配合比改变对其抗震性能的影响相对较小。(5)对RPC充填实复式钢管混凝土柱-钢管混凝土梁框架试选取监测点进行应力分析,完成了框架危险监测点的合理选取,并使用Material Studio软件完成了对掺杂不同浓度钼原子的二硫化铼的带隙值和电子结构的计算分析,发现当钼原子的掺杂浓度达到3时,能够实现二硫化铼的零带隙金属化,相较于传统的传感材料,其有极高的电子迁移率和对应力应变的敏感度。因此该种新型纳米材料可作为理想材料制作传感器应用于框架危险点的监测。
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