矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱力学性能研究

发布时间：2022-02-26 00:01

　　矩形钢管混凝土柱除具有圆形钢管混凝土柱强度高、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外,还具有节点形式简单、建筑布局灵活、截面惯性矩大、稳定性能好、施工方便和防火措施简便等优点。此外,不等边矩形还能在两个主轴方向提供不同抗弯刚度以满足结构优化设计的需求。因此,矩形钢管混凝土柱以其独特的优势在国内外高层和超高层建筑结构中已得到越来越广泛的应用。然而,随着矩形钢管混凝土柱在实际工程中的应用不断扩大,也逐渐反映出了一些问题,如:核心混凝土振捣困难;由于混凝土收缩徐变导致的钢管对混凝土约束作用较弱,不利于核心混凝土抗压强度提高等问题。基于此,通过内填具有自密实微膨胀特性的混凝土来改善钢管与混凝土之间的界面粘结性能,是提高矩形钢管和核心混凝土协同工作性能的有效途径。本文采用试验研究、数值模拟和理论推导相结合的方式,对矩形钢管自密实微膨胀混凝土的界面粘结机理以及承载力学性能等问题进行了研究。先后进行了矩形钢管自密实微膨胀混凝土短柱推出试验,基于界面损伤的矩形钢管混凝土短柱的轴压试验和矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱的压弯试验。在试验研究的基础上,结合ABAQUS有限元软件进行数值模拟参数化分析与理论推... 

【文章来源】：北京建筑大学北京市

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 普通钢管混凝土柱研究现状
        1.2.2 自密实微膨胀混凝土
        1.2.3 钢管自密实微膨胀混凝土柱研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 矩形钢管与自密实微膨胀混凝土的协同工作机制研究
    2.1 引言
    2.2 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱推出试验设计
        2.2.1 构件准备
        2.2.2 材性试验
    2.3 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱推出试验装置
    2.4 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱推出试验结果
        2.4.1 试验现象
        2.4.2 测量结果
    2.5 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱推出试验分析
        2.5.1 粘结应力分布
        2.5.2 影响因素分析
        2.5.3 界面平均极限粘结强度公式推导
        2.5.4 粘结-滑移模型公式推导
    2.6 本章小结
第3章 基于界面损伤的矩形钢管混凝土柱轴压性能研究
    3.1 引言
    3.2 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱轴压试验设计
        3.2.1 构件准备
        3.2.2 试验结果
    3.3 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱轴压试验分析
        3.3.1 荷载-位移曲线
        3.3.2 荷载-应变曲线
    3.4 界面无损伤普通钢管混凝土柱数值分析
        3.4.1 材料属性
        3.4.2 单元类型及网格划分
        3.4.3 接触设置
        3.4.4 边界条件
        3.4.5 接触压力对比分析
    3.5 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱轴压承载力分析
    3.6 本章小结
第4章 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱偏压性能研究
    4.1 引言
    4.2 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱偏压试验设计
        4.2.1 构件准备
        4.2.2 试验装置和试验步骤
    4.3 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱偏压试验分析
        4.3.1 破坏形态
        4.3.2 荷载-纵向位移曲线
        4.3.3 侧向挠度沿构件高度的分布曲线
        4.3.4 荷载-应变关系曲线
    4.4 矩形钢管自密实微膨胀混凝土柱偏压性能数值分析
        4.4.1 模型建立及分析
        4.4.2 承载力对比
        4.4.3 N-M曲线
    4.5 矩形钢管混凝土柱压弯承载力简化公式
        4.5.1 偏心率对极限压弯承载力的影响
        4.5.2 长细比对极限压弯承载力的影响
        4.5.3 规范承载力预测精度分析
        4.5.4 承载力简化公式推导
    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
攻读硕士学位期间发表学术论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]矩形钢管混凝土柱轴压性能研究[J]. 曲秀姝,刘琦.  建筑科学. 2018(03)
[2]钢管混凝土拱架在地下工程中的研究与应用进展[J]. 张亮,浦奥毅,祁家所,于兆源.  工业技术创新. 2017(05)
[3]矩形钢管混凝土不等端弯矩偏压柱力学性能研究[J]. 黄宏,曾根平,杨超,陈梦成.  建筑技术. 2015(01)
[4]方钢管膨胀混凝土偏压短柱的试验研究[J]. 卢方伟,熊永华,王翔.  工业建筑. 2012(10)
[5]C50高抛自密实微膨胀钢管混凝土的研究与应用[J]. 牟廷敏,宋晓波,范碧琨,李治强,丁庆军.  混凝土. 2012(09)
[6]钢管微膨胀混凝土轴压短柱长期变形研究[J]. 王玉银,耿悦,张素梅.  中国公路学报. 2011(06)
[7]C80高抛自密实微膨胀钢管混凝土的试制与工程应用[J]. 牟廷敏,范碧琨,丁庆军,马杰.  西南公路. 2011 (04)
[8]自密实微膨胀钢管混凝土在大跨中承式拱桥中的应用[J]. 朱红兵,黄传胜.  四川建筑科学研究. 2011(05)
[9]自密实微膨胀钢管混凝土的配制应用及其超声检测[J]. 曹现强,郭洁.  混凝土. 2011(06)
[10]C40自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计与试验研究[J]. 李双喜,张静华,孙兆雄.  混凝土. 2011(05)

博士论文
[1]高性能混凝土性能及抗裂细观机理研究[D]. 蒋泽中.西南交通大学 2015
[2]钢管混凝土圆弧拱的抗弯力学性能实验研究与工程应用[D]. 王军.中国矿业大学（北京） 2014
[3]钢管混凝土界面状态试验研究与分析[D]. 熊锐.武汉理工大学 2013
[4]钢管混凝土组合力学性能及粘结滑移性能研究[D]. 康希良.西安建筑科技大学 2008
[5]钢管自应力免振混凝土结构力学性能研究[D]. 常旭.大连理工大学 2008
[6]新型钢管混凝土构件的理论和试验研究[D]. 卢方伟.上海交通大学 2007
[7]钢管自应力免振混凝土轴压柱设计理论研究[D]. 徐磊.大连理工大学 2006
[8]钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 刘威.福州大学 2005

硕士论文
[1]钢管混凝土构件受力性能试验与有限元研究[D]. 赵晓亮.广西大学 2013
[2]钢管自密实混凝土力学及粘结滑移性能研究[D]. 薛银生.河北农业大学 2012
[3]方钢管混凝土轴压短柱非线性有限元分析[D]. 景悦.河北农业大学 2008
[4]方钢管混凝土粘结性能及临界粘结长度的试验研究[D]. 任少华.西安建筑科技大学 2008
[5]钢管混凝土结构在建筑工程中的应用[D]. 李先德.山东大学 2007
[6]钢管混凝土粘结滑移性能的理论分析及ANSYS程序验证[D]. 刘玉茜.西安建筑科技大学 2006



本文编号：3643949