方钢管再生粗骨料混凝土柱滞回性能的有限元分析

发布时间：2017-10-24 20:15

  本文关键词：方钢管再生粗骨料混凝土柱滞回性能的有限元分析

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【摘要】：随着我国城镇化建设的超高速增长及地震等自然灾害的频繁发生,导致建筑垃圾大量堆积而占用宝贵的土地资源,这些建筑垃圾中有40%以上为混凝土垃圾,这既污染环境又影响美观。为此,各专家学者开始寻求科学合理的方法来安置这些“放错位置的宝贝”,进而再生混凝土结构应运而生。然而,由于再生混凝土力学方面的各种缺陷,使其仅能在非承重结构中得到应用,为了使再生混凝土能够更广泛的被各种结构体系采用并发挥其优势,有关专家学者经过大量的研究论证,在钢管混凝土结构的基础上提出了钢管再生混凝土技术。首先,由于钢管的存在使核心混凝土受到钢管的约束作用,进而使再生混凝土的性能有所改善;其次,因为核心混凝土对钢管的支撑作用,从而延缓甚至避免了钢管发生局部屈曲的可能,钢管和核心混凝土之间相互贡献、协同互补、共同工作保证了其材料性能的充分发挥,同时弥补了两种材料的不足。钢管再生混凝土技术的提出,使废弃混凝土的再生利用有了更广阔的发展前景,同时带来良好的环境效益、社会效益和经济效益,符合我国可持续发展的基本国策,同时也顺应了绿色环保的时代潮流。我国对再生混凝土的研究还处于起步阶段,虽然已经获得大量有价值的研究成果,但并不完善,关于钢管再生混凝土结构或构件的研究更是缺乏。为使再生混凝土得到更好更快的发展,本文对方钢管再生粗骨料混凝土柱进行有限元分析,来为实际应用提供参考。本文采用大型通用有限元软件ABAQUS对25根不同粗骨料取代率及不同钢管壁厚的方钢管再生粗骨料混凝土柱、1根钢筋再生粗骨料混凝土柱和1根素再生粗骨料混凝土柱进行有限元模拟分析,讨论其滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线、延性性能及承载能力的相关问题,并对其理论计算值与模拟结果作科学的对比分析。研究结果表明:方钢管再生粗骨料混凝土柱滞回曲线很饱满,几乎没有捏缩现象出现,构件具有较好的耗能能力及延性性能,承载力也符合规范对钢管混凝土构件的要求,与理论计算结果吻合较好,建议其在工程应用中推广使用。从模拟数据来看,含钢率的变化对构件的各项性能影响较大,在工程应用中含钢率最好不要低于0.11。
【关键词】：方钢管 再生混凝土 有限元 滞回性能
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 课题的研究背景和意义12-15
• 1.2 国内外相关研究15-19
• 1.2.1 再生混凝土的研究现状15-18
• 1.2.2 钢管再生混凝土的研究现状18-19
• 1.3 再生骨料的特点19-20
• 1.4 本文的研究内容20-22
• 1.4.1 研究目的20-21
• 1.4.2 研究内容及方法21-22
• 第2章 钢管再生混凝土柱承载力计算22-27
• 2.1 承载力计算的理论基础22-23
• 2.2 轴压承载力计算23-24
• 2.3 压弯承载力计算24-25
• 2.4 受剪承载力计算25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 方RACFST柱滞回性能的理论计算分析27-35
• 3.1 模型介绍27-28
• 3.2 水平荷载-水平位移滞回模型28-34
• 3.2.1 弹性阶段的刚度29-30
• 3.2.2 峰值荷载及其对应的位移30
• 3.2.3 下降段的刚度30-31
• 3.2.4 位移延性系数计算31-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 方钢管再生粗骨料混凝土柱模型的建立35-48
• 4.1 ABAQUS的基本理论35-39
• 4.1.1 有限元基础理论35-36
• 4.1.2 非线性有限元分析36-38
• 4.1.3 FEM的基本步骤及需要注意的问题38-39
• 4.2 方RACFST柱有限元模型的建立39-45
• 4.2.1 材料本构模型40-41
• 4.2.2 建立方RACFST柱的有限元模型41-45
• 4.3 钢筋再生粗骨料混凝土柱有限元模型的建立45-46
• 4.4 素再生粗骨料混凝土柱有限元模型的建立46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 模型的有限元分析48-81
• 5.1 方钢管再生粗骨料混凝土柱的有限元分析48-74
• 5.1.1 P-?滞回曲线及骨架曲线分析48-68
• 5.1.2 刚度退化68-72
• 5.1.3 延性分析72-74
• 5.2 钢筋再生粗骨料混凝土柱有限元分析74-77
• 5.2.1 P-?滞回曲线及骨架曲线分析74-76
• 5.2.2 刚度退化及延性性能76-77
• 5.3 素再生粗骨料混凝土柱有限元分析77-79
• 5.3.1 P-?滞回曲线及骨架曲线分析77-79
• 5.3.2 刚度退化及延性性能79
• 5.4 本章小结79-81
• 结论81-83
• 参考文献83-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88-90
• 致谢90

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本文编号：1090349