【摘 要】
:
为有效缓解我国建筑资源紧张,具有绿色环保属性的再生混凝土已成为学术前沿热点之一。但再生混凝土材料的强度、变形能力、耐久性等基本力学指标皆弱于普通混凝土材料,这一问题很大程度限制了再生混凝土材料的工程应用。为了实现建筑废料循环利用,缓解资源紧张,本文将再生混凝土应用于组合结构中,展开了关于圆钢管型钢再生混凝土组合柱的研究。该类构件克服了钢管混凝土易屈曲破坏及型钢混凝土施工困难的问题,还使得外包圆钢管
论文部分内容阅读
为有效缓解我国建筑资源紧张,具有绿色环保属性的再生混凝土已成为学术前沿热点之一。但再生混凝土材料的强度、变形能力、耐久性等基本力学指标皆弱于普通混凝土材料,这一问题很大程度限制了再生混凝土材料的工程应用。为了实现建筑废料循环利用,缓解资源紧张,本文将再生混凝土应用于组合结构中,展开了关于圆钢管型钢再生混凝土组合柱的研究。该类构件克服了钢管混凝土易屈曲破坏及型钢混凝土施工困难的问题,还使得外包圆钢管对核心再生混凝土和型材具有良好环箍限制效果,进而让该类构件具备了良好的地震抵抗能力和工程应用前景。本文首先设计了 1 1根圆钢管型钢再生混凝土组合柱,分别进行了低周反复荷载试验,获得了滞回曲线及骨架曲线。由于目前的有限元分析方法存在局限性,考虑到OpenSees具有易收敛、精度高且适用性高的特点,故利用OpenSees建立了组合柱的有限元模型,对纤维划分、单元选取、材料本构及求解过程进行了详细介绍,将得到的计算曲线与试验曲线进行了对比验证,发现计算相对误差小于10%,满足精度要求。在此基础之上,对组合柱滞回性能进行了一系列参数拓展分析,结果表明:再生混凝土强度、再生粗骨料取代率及型钢强度对组合柱滞回性能的影响相对较小,但滞回性能随着轴压比的增大呈现先增后减的规律,该种现象的轴压比分界值为0.4;滞回性能受径厚比、圆钢管强度、配钢率及型钢截面形式影响显著,其中箱型钢为该类构件的优选型钢截面形式,圆钢管强度的增大还会使延性降低;滞回性能受剪跨比影响同样显著,随着剪跨比逐级降低,模型承载力提高的同时延性降低,且该种趋势的变化幅度随着剪跨比降低会更加显著,模型破坏模式朝向脆性剪切型破坏发展,本文建议该类构件的设计剪跨比宜大于2.50。此外,评价圆钢管型钢再生混凝土组合柱滞回性能的指标体系尚未完善,故有必要提出适用于该类构件的恢复力模型。本文基于三段线模型,采用理论推导与数据拟合方法建立了骨架曲线计算模型,对模型的屈服点、峰值点及极限点求解过程进行了详细介绍。最后,根据骨架曲线模型及试验滞回曲线,进一步建立了恢复力模型,包括加卸载规则及滞回规则,该模型能很好地反映特征点及滞回性能,研究结论可为该类构件后续研究提供参考。
其他文献
我国是一个幅员辽阔的国家,地质条件是复杂多样。随着我国社会的不断发展,需要修建大量的房屋建筑、公路、桥梁等设施,而在这些基础设施建设过程中难免会遇到边坡稳定性问题,这对于人们的生产生活造成了重大影响,其中降雨和地震是影响边坡稳定性问题的主要因素。本文以云南平而关联检楼边坡工程为研究对象,对提出的三种边坡加固方案分别进行了计算分析,从技术和经济两个方面进行了比对,确定出科学可行并较为经济合理的加固方
岩体中存在着不同倾角、数量、交叉方式的裂隙,在外力作用下会诱发边坡滑坡,硐室坍塌,采场冒顶等灾害。裂隙岩体的力学与能量特性的研究对各种裂隙岩体工程的安全与稳定性评价有现实指导价值,裂隙岩体研究也成为当前岩石力学方面的热点课题之一。本文开展了单轴压缩试验和单轴逐级循环加卸载试验,揭示了裂隙角度和加载速率等因素对丁字形裂隙岩体的静、动态力学与能量特性的影响规律,并基于能量耗散系数法研究了裂隙岩体渐进破
圆钢管型钢再生混凝土组合柱(CSTRRC)可充分发挥钢材和再生混凝土(RAC)的材料性能优势,钢管和型钢的约束作用可提升RAC的力学性能,同时RAC的填充可避免钢材发生失稳破坏,二者在组合柱中相辅相成,共同受力,不仅具有良好的力学性能,还为废弃混凝土的处理提供新的途径。本文在试验研究的基础上对组合柱的地震损伤性能进行理论分析,系统研究了组合柱的地震损伤发展过程和抗震性能水准。共制作了 11个圆钢管
现如今混凝土结构随处可见,深刻影响着人们的生活。但随着混凝土老化,一系列安全问题逐渐被人们重视,因此混凝土结构加固补强技术应运而生。高延性混凝土具有强度高、韧性好、且在加载过程中表现出良好的拉伸变形性能及多裂缝开展特性,将高延性混凝土引入结构加固领域,将产生深远的影响。本文在重复荷载下开展了高延性混凝土加固受损混凝土无腹筋梁的受弯性能研究,主要所做工作如下:(1)前期试验通过凿掉原梁损坏部分并在此
黄土在我国分布广泛,然而其特殊的工程性质给黄土地区工程建设带来了极大挑战,但传统的改性材料石灰、水泥表现出明显的不足之处。选用的Consolid固化剂由瑞士生产,包括粉剂SD和水剂C444,可以保护土体,同时经检测为环保产品。主要研究成果如下:(1)通过对Consolid、石灰、水泥改性黄土进行无侧限抗压强度试验,得到相同含水率和干密度、不同固化剂掺量及养护时间下的应力应变关系和无侧限抗压强度,并
随着我国经济的发展与现代的城市建设的加快,地下空间的开发与利用得到前所未有的发展,各类不同规模的地下空间工程得以实施。抗爆安全防护设计是地下工程建设过程必须考虑的关键技术问题之一,如超当量炸药爆炸冲击作用(如钻地核弹爆炸)下地下工程围岩稳定性评价,既涉及到冲击波对地下岩体与支护结构的复杂动力作用过程,又涉及到地下工程开挖支护等静力施工作用历史的影响,是工程与学术界研究的热点与难点。建立全面考虑动静
天然黄土具有显著的结构性,结构性演变是黄土工程灾害诱发的内在原因。随着“新时代推进西部大开发形成新格局”的国家战略实施,一系列大能力、高标准基础设施建设将迎来新一轮发展机遇。然而,黄土对水、力作用特殊敏感性引起大量的黄土工程灾害问题亟待解决,因此,压剪作用下黄土结构性多尺度全过程演化规律研究具有重要的理论意义。本文从综合结构势理论出发,通过侧限压缩、常规三轴、真三轴、单轴抗压等试验,系统地辨析了各
天然黄土的震陷特性和动力易损性以及黄土地区与高烈度区域大范围重合,导致黄土震陷、地震滑坡和地震液化灾害严重。由于天然兰州黄土孔隙比较大,震陷性较强,因此本文以该黄土为研究对象,利用FLAC3D对黄土地基和黄土边坡进行了数值模拟,并进行了原状黄土的动力离心模型试验,研究了单向水平随机地震波下典型黄土地基和黄土边坡的动力响应规律及变形破坏发展规律,分析了不同工况下的加速度反应谱、加速度放大系数、震陷量
圆钢管型钢再生混凝土(CSTSRRC)柱是一种结合了再生混凝土绿色环保优点和组合结构能够充分发挥材料优势的新型构件。该组合柱不仅为废弃混凝土提供了有效的处理途径,降低了对天然资源的开采需求量,还克服了再生混凝土材料性能不足的问题,并且其施工方便,符合我国工程建设绿色环保的发展需要,具有较高的应用价值。本文通过试验研究和有限元分析相结合的方法,对CSTSRRC柱的抗震性能进行了研究,并提出了相关的设