型钢外包RPC柱受力性能和裂缝形态宽度及变形研究

发布时间：2020-11-11 05:32

　　 活性粉末混凝土是集DSP材料和纤维增强材料研究思路相结合的高技术混凝土材料,该物质具有多样性的力学特征,不仅具有高的韧性以及超高的耐久性,而且还具有超高的强度以及较大的密度。随着对活性粉末混凝土材料力学性能的试验和理论研究逐步深入,活性粉末混凝土在工程上的应用越来越广泛。作为高技术的混凝土,考虑到它在土木工程运用上的绝对优势,基于其在土木工程应用上的优越性及自身优异的各项性能指标,RPC极具推广价值和应用前景。型钢混凝土结构充分运用混凝土和钢材的优点,可以说是集混凝土良好的防火和耐腐蚀性能、钢材的抗拉和混凝土的抗压性能等众多优点于一身。与此同时周围的混凝土能有效防止型钢屈曲,加上型钢对于混凝土也会具有一定的约束作用,使得混凝土的承载力得到增强。型钢外包活性粉末混凝土结构在型钢混凝土的基础上将外包活性粉末混凝土替换普通混凝土,活性粉末混凝土超高的抗压强度使得组合结构的承载力得到大幅度提升,活性粉末开裂后断裂面的钢纤维仍可以承受一定的荷载直到被拔出,故组合结构具有良好的延性及抗震性能可在地震地区使用。目前国内外研究的关注点集中在活性粉末混凝土材料特性上,对型钢外包活性粉末混凝土构件力学性能的研究还未展开,而柱作为建筑物中最基础的承载构件,为了便于在实际工程上的推广使用对型钢外包活性粉末混凝土柱的研究至关重要。本文研究内容如下:(1)通过对6榀型钢外包活性粉末混凝土柱进行轴心受压和偏心受压两组单调加载试验,研究柱试件在不同受力状态下的力学性能及破坏形态、裂缝发展规律以及试件变形随加载的变化规律。同一受力状态下的型钢外包活性粉末混凝土柱试件破坏形态与其裂缝发展规律大致相同,随着外包活性粉末混凝土强度等级的提高,柱试件极限承载力也随着增大。(2)根据现行规范和国内外关于型钢混凝土结构的计算理论,采用不同的计算方法对两组试件的正截面极限承载力进行计算并与试验结果对比分析,提出对计算参数进行修正,修正后的计算公式结果与试验结果较为接近,误差较小。(3)采用有限元分析软件对型钢外包活性粉末混凝土柱轴心受压和偏心受压过程进行模拟,建立试件模型并对其进行加载及控制求解,将实验结果与模拟结果进行比照分析,并改变活性粉末混凝土强度进一步探讨其对试件承载力的影响。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU398.9
【部分图文】：

时长为 7 天，在此过程中需对试件和试块进行持续浇水保湿，并保持环境平均气温超过 10℃。图2.3 试件养护2.1.4 材料性能浇筑轴心受压和偏心受压试件的同时，每榀试件同条件浇筑并养护 3 组100mm×100mm×100mm 的立方体试块和 3 组 100mm×100mm×300mm 的棱柱体试块用于进行活性粉末混凝土的材性试验，立方体试块用于测试 RPC 劈裂抗拉强度

f 表征轴心抗压强度；F 表征棱柱体试块破坏荷载；A 表征棱柱体试块承压面积。图2.4 立方体抗压强度试验 图2.5 轴心抗压强度试验2.1.4.3 活性粉末混凝土劈裂抗拉强度根据《活性粉末混凝土 GB/T 31387-2015》规范，采用万能压力机对该类立方体试块进行劈裂抗拉试验，控制试验加载速率在 0.08MPa~0.1MPa。参照 GB/T50081-2002 明确，活性粉末混凝土劈裂抗拉强度计算表达式为下式：

f 表征轴心抗压强度；F 表征棱柱体试块破坏荷载；A 表征棱柱体试块承压面积。图2.4 立方体抗压强度试验 图2.5 轴心抗压强度试验2.1.4.3 活性粉末混凝土劈裂抗拉强度根据《活性粉末混凝土 GB/T 31387-2015》规范，采用万能压力机对该类立方体试块进行劈裂抗拉试验，控制试验加载速率在 0.08MPa~0.1MPa。参照 GB/T50081-2002 明确，活性粉末混凝土劈裂抗拉强度计算表达式为下式：
【参考文献】

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3 王月;安明喆;余自若;苏建杰;李志光;;活性粉末混凝土力学性能研究现状[J];混凝土;2013年12期

4 徐晓;郝文秀;杜瑶;;活性粉末混凝土柱有限元分析模型研究[J];河北农业大学学报;2013年06期

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6 王子明;李慧群;;聚羧酸系减水剂研究与应用新进展[J];混凝土世界;2012年08期

7 刘娟红;宋少民;;大掺量矿物细粉掺和料活性粉末混凝土高温性能[J];北京工业大学学报;2012年08期

8 师希望;;型钢混凝土框架柱优化研究[J];山西建筑;2011年34期

9 徐强;杜进生;张劲泉;;活性粉末混凝土受压力学性能试验[J];公路交通科技;2011年07期

10 王秋维;史庆轩;姜维山;;型钢混凝土偏心受压柱的二阶效应分析[J];力学与实践;2011年03期

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3 宋子辉;不同钢纤维掺量活性粉末混凝土单轴受压力学特性及损伤分析[D];北京交通大学;2008年

4 谭彬;活性粉末混凝土受压应力应变全曲线的研究[D];湖南大学;2007年

5 李兰;活性粉末混凝土断裂性能试验研究[D];北京交通大学;2007年

本文编号：2878814