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钢管混凝土结构承载力高、塑性韧性好、施工便捷、耐火性能好,对现代工程结构向高耸、大跨、重载及承受恶劣条件的方向发展有良好的适用性,随着我国高层、超高层建筑及大跨度结构的发展,钢管混凝土结构得到了越来越广泛的应用,其设计理论研究也越来越深入。
以往,研究者对钢管普通混凝土构件在各种荷载作用下的性能进行了大量研究,对钢管RPC、高强钢管混凝土的力学性能也有研究报道。钢管混凝土的力学性能取决于钢管和核心混凝土的共同作用效果,因而,在复杂应力路径或特殊环境等条件下,对核心混凝土提出了更高的要求。
在以往有关研究成果的基础上,本文通过在混凝土中掺加Nano-SiO2材料,进行了钢管掺纳米混凝土短柱单轴、三轴加载路径下的试验研究。具体进行了以下几个方面的工作:
(1)进行了掺纳米硅混凝土的基本材性试验,测试了不同Nano—SiO2掺量下混凝土强度、工作性能等试验结果。
(2)进行了7组不同Nano-SiO2掺量下钢管混凝土柱的单轴受压试验。考察了这类构件的力学性能,并与钢管普通混凝土构件进行了比较,探讨了Nano-SiO2掺量对钢管混凝土构件力学性能的影响。基于本文试验结果,建议了工程应用中经济合理的Nano-SiO2掺量。
(3)基于2组不同围压及Nano-SiO2掺量下钢管混凝土柱的定侧压三轴受压试验结果,探讨了加载路径、围压对钢管混凝土构件力学性能的影响。
(4)基于钢管掺纳米硅混凝土柱受压试验结果,探讨了钢管普通混凝土承载力计算公式对钢管掺纳米硅混凝土构件的适用性。