方、圆钢管再生混凝土长柱轴心受压力学性能对比研究

发布时间：2024-04-02 03:15

　　本文对7根方钢管再生混凝土长柱和7根圆钢管再生混凝土长柱进行了轴心受压性能对比试验,得到了方、圆钢管试件的极限承载力、轴向荷载-位移曲线、轴向荷载-跨中侧向挠度曲线、轴向荷载纵向应变曲线和轴向荷载-横向应变曲线,通过改变钢管壁厚、长细比和添加块体等主要影响因素,对比研究了方、圆钢管试件轴心受压力学性能变化规律的差异性。在试验研究的基础上,进行有限元模拟和多因素改变的拓展分析,得到如下结论:(1)方、圆钢管再生混凝土长柱受力过程基本一致,都经历三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和塑性破坏阶段。(2)方钢管试件破坏特征可以分为两大类别,即柱端压曲破坏和试件整体弯曲破坏。而本次试验所有圆钢管再生混凝土试件均发生柱中部弯曲的整体弯曲失稳破坏。(3)方钢管的壁厚会对试件破坏形态造成明显影响,钢管壁厚较小的试件将会发生端头鼓曲的压屈破坏,而钢管壁厚达到6mm的方钢管试件表现为柱中部弯曲的整体失稳破坏,而圆钢管试件破坏形态均为整体弯曲失稳破坏。添加块体对方、圆钢管再生混凝土试件的破坏形态基本没有影响。随着长细比的增大,圆钢管试件破坏形态均为整体弯曲失稳破坏;但方钢管试件在长细比增大到某一界限值后,破坏形...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外再生混凝土研究概况
        1.2.1 国内再生混凝土研究概况
        1.2.2 国外再生混凝土研究概况
    1.3 钢管混凝土的研究概况
    1.4 钢管再生混凝土的研究概况
    1.5 主要研究内容
第2章 方、圆钢管再生混凝土轴压长柱的试验设计
    2.1 引言
    2.2 试验试件设计
        2.2.1 方钢管试件的设计
        2.2.2 圆钢管试件的设计
        2.2.3 试件的制作
    2.3 相关试验材料介绍
        2.3.1 再生混凝土的主要成分
        2.3.2 方钢管
        2.3.3 圆钢管
        2.3.4 混凝土块体
    2.4 试件的定位与加载方案
        2.4.1 试件定位
        2.4.2 试件的测点布置
        2.4.3 加载方案和数据采集
    2.5 本章小结
第3章 方、圆钢管再生混凝土长柱轴压试验结果对比分析
    3.1 概述
    3.2 相同参数下方、圆钢管试件试验现象对比
        3.2.1 钢管壁厚为3mm的试件的破坏过程与特征对比
        3.2.2 钢管壁厚为5mm的试件的破坏过程与特征对比
        3.2.3 钢管壁厚为6mm的试件的破坏过程与特征对比
    3.3 随参数改变方、圆钢管试件试验现象变化规律对比
        3.3.1 添加块体
        3.3.2 不同钢管壁厚
        3.3.3 不同长细比
    3.4 方、圆钢管试件破坏形态与特征对比分析
    3.5 试验结果及数据分析
        3.5.1 方、圆钢管再生混凝土长柱承载力对比分析
        3.5.2 方、圆钢管再生混凝土长柱受力过程对比分析
        3.5.3 方、圆钢管再生混凝土长柱轴向刚度对比
        3.5.4 轴向荷载—柱中侧向挠度曲线对比分析
        3.5.5 典型试件侧向挠度变形曲线对比分析
        3.5.6 轴向荷载-应变曲线分析
    3.6 本章小结
第4章 方、圆钢管再生混凝土长柱轴压性能模拟分析
    4.1 概述
    4.2 试件材料的本构关系
        4.2.1 钢材的本构关系
        4.2.2 钢材的屈服条件
        4.2.3 再生混凝土的本构关系
    4.3 建立有限元模型的相关问题
        4.3.1 设定单元类型
        4.3.2 定义材料属性
        4.3.3 模型边界条件和相互作用
        4.3.4 模型的网格划分
        4.3.5 模型的约束条件
    4.4 有限元模型计算结果验证分析
        4.4.1 有限元模拟的破坏形态
        4.4.2 有限元模拟的应力云图
        4.4.3 有限元模型计算结果对比分析
    4.5 影响承载力因素拓展分析
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3945728