圆钢管无机聚合物混凝土柱偏压性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:siyuezaici
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随着资源环境问题的日益严重和自然灾害的频繁发生,节能环保和抢修抢建材料的研究和应用受到了越来越多的关注。无机聚合物混凝土具有节能环保材料,快硬早强等特点,常用于路面的快速修补和工程的抢修抢建,而如何解决其抗收缩性能和抗碳化性能差的问题也是无机聚合物混凝土研究的热点。因此本文将无机聚合物混凝土和圆钢管相结合形成了圆钢管无机聚合物混凝土,并在无机聚合物混凝土中掺入膨胀剂,同时考虑到偏心受压是钢管混凝土柱最常见的受力形式,进行了圆钢管无机聚合物混凝土柱偏压性能研究。主要分析过程和结论如下:1)进行了钢管无机聚合物混凝土收缩试验,分析无机聚合物混凝土在钢管约束作用时不同膨胀剂掺量下的收缩性能,并以此确定最佳膨胀剂掺量。分析结果表明:钢管约束下无机聚合物混凝土3d龄期的收缩量可达到总收缩量的一半以上。膨胀剂的掺入能明显改善无机聚合物混凝土抗收缩能力,且随着膨胀剂掺量的增大,收缩量逐渐减小,最佳膨胀剂掺量为6%。根据相关试验确定了钢材的弹性模量、屈服强度、极限强度以及无机聚合物混凝土3d弹性模量、泊松比和单轴应力应变关系等基本力学性能指标。2)进行了圆钢管无机聚合物混凝土柱3d偏心受压性能试验研究,分析构件在不同膨胀剂掺量和偏心率下的早期破坏形态,偏心受压力学性能和和偏压极限承载力。试验表明:钢管无机聚合物混凝土偏压极限承载力略高于普通混凝土;膨胀剂掺量能够改善其偏压性能,偏压极限承载力提高,弹塑性阶段应变和挠度发展变缓;而随着偏心率的增加,偏压极限承载力降低,弹性阶段变短,应变和挠度发展速度增加,极限荷载时的挠度也明显增加。3)运用三种普通钢管混凝土规范偏压极限承载力计算方法计算试件偏压极限承载力值,对比分析了其对圆钢管无机聚合物混凝土的适用性。结果表明:采用CECS28:2012规范计算的钢管混凝土偏压构件承载力值与试验值吻合较好。普通钢管混凝土偏压承载力计算公式一定程度上同样适用于圆钢管无机聚合物混凝土,但是这三种方法都没有考虑膨胀剂试件偏压极限承载力的影响。4)采用有限元分析方法对圆钢管无机聚合物混凝土的偏压极限承载力、荷载-挠度曲线进行了分析,并与实验结果进行对比。得到有限元模拟方法是可行的。
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