钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱受压性能研究

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为拓展再生混凝土的应用方式,以回收利用当前生产活动中产生的大量建筑垃圾,减缓天然资源消耗,本文对钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱受压性能进行了研究,以对实际工程中的应用提供理论指导。通过试验与有限元分析相结合的方法对钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱受压性能进行了研究。主要过程与成果如下:(1)受压性能试验研究对3组钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱构件进行受压试验,变量为偏心距,分别得到轴压和不同偏心距偏压下的荷载—纵向位移曲线、荷载—跨中挠度曲线、荷载—钢管纵向应变曲线、荷载—钢管横向应变曲线,通过极限承载力、延性、峰值挠度、曲线形态、新旧混凝土结合情况等指标分析了钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱的工作性能。并利用试验得到相关曲线,为后续的有限元分析提供实际参照数据,以保证有限元模型的合理性。(2)受压性能有限元分析基于试验得到的实际数据,利用ABAQUS有限元分析软件建立了同工况模型,验证模型参数选择的合理性,并继续对24组钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱构件进行了有限元分析。研究的参数有钢管壁厚、再生大骨料粒径、再生大骨料强度、自密实混凝土强度和长径比。通过有限元分析得到的荷载—纵向位移曲线、荷载—跨中挠度曲线、荷载—钢管纵向应变曲线、荷载—混凝土纵向应变曲线分析各参数的影响,并结合钢管和核心混凝土的应力云图,分析了钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱的受压工作机理。(3)承载力计算公式结合课题组以往研究提出的核心再生混凝土立方体抗压强度推测公式、核心再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度转换公式、钢管混凝土结构设计规范(GB 50936-2014)中的钢管混凝土单肢柱受压承载力设计值计算公式和韩林海提出的钢管混凝土受压承载力计算公式,对相关系数进行修正,提出了钢管再生大骨料自密实混凝土中长柱受压承载力计算公式,并将公式计算值与有限元分析值进行对比,误差均在8%以内,吻合度良好。
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