圆钢管约束高强混凝土的本构关系研究

发布时间：2017-07-07 10:02

  本文关键词：圆钢管约束高强混凝土的本构关系研究

  更多相关文章： 圆钢管约束高强混凝土 本构关系 横向变形系数 体积应变 设计模型 分析模型

【摘要】：高强混凝土以其强度高和耐久性能好等特点,在结构工程中得到了越来越广泛的应用,然而其明显的脆性性能又阻碍了其进一步的推广,特别是在有抗震设计要求的工程结构中。目前,钢筋高强混凝土柱一般采取设置密排箍筋的方式以保证结构的延性,但密排箍筋导致混凝土浇筑困难,且箍筋不能对混凝土提供连续均匀的约束。相对于密排箍筋,圆钢管能够给高强混凝土提供更加有效的约束,同时避免了密排箍筋柱的施工困难问题。目前国内外对钢管约束混凝土的研究主要集中于承载力和抗震性能方面,而在受压变形性能和本构关系方面的试验研究结果缺乏。本文主要研究工作如下:(1)进行了18个圆钢管约束混凝土短柱的轴压试验,试验的主要参数为混凝土强度(C40、C60、C80)和钢管径厚比(D/t=100、130)。得到了轴压作用下钢管约束混凝土的纵向应力-纵向应变曲线、横向变形系数-纵向应力关系曲线、体积应变-纵向应变关系曲线。对试件的破坏形态、承载力和延性进行了分析。基于经典的混凝土微裂缝发展理论,结合试验结果,分析了圆钢管约束混凝土内部微裂缝的发展过程,考察了混凝土的弹性、非弹性变形与混凝土受压破损的关系,初步探明了圆钢管约束混凝土的受压破损机理。(2)基于已有的圆钢管约束混凝土轴压试验数据,对以往的约束混凝土单轴应力-应变关系模型进行了验证;验证结果表明,以往的模型均可较好的预测钢管约束混凝土的强度,而不能较准确的预测钢管约束混凝土的峰值应变。基于本文的试验结果,提出了钢管约束混凝土的应力-应变关系模型,可用于工程设计。(3)分析圆钢管约束高强混凝土在轴压作用下的横向变形特征,总结分析经典的约束混凝土的横向应变-纵向应变关系模型,并与本文试验进行比较。基于提出定约束混凝土应力-应变模型并结合典型横向应变模型,建立分析模型对圆钢管约束高强混凝土进行预测分析。
【关键词】：圆钢管约束高强混凝土 本构关系 横向变形系数 体积应变 设计模型 分析模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.1.1 高强混凝土工程应用与推广8
• 1.1.2 钢管约束高强混凝土的特点8-9
• 1.1.3 钢管约束混凝土的研究现状9-10
• 1.2 圆钢管约束混凝土本构关系研究现状10-18
• 1.2.1 混凝土多轴试验10-15
• 1.2.2 约束混凝土本构关系研究现状15-18
• 1.3 本文主要研究内容18-20
• 2 圆钢管约束高强混凝土轴压短柱试验研究20-46
• 2.1 引言20
• 2.2 试验方案20-28
• 2.2.1 试件设计20-22
• 2.2.2 试件制作22-23
• 2.2.3 材性试验23-25
• 2.2.4 测量方案25-27
• 2.2.5 加载制度27-28
• 2.3 试验结果及分析28-45
• 2.3.1 破坏模式分析29-32
• 2.3.2 钢管约束混凝土短柱的N-△关系全曲线32-35
• 2.3.3 钢管约束混凝土轴压短柱的应力分析35-37
• 2.3.4 核心混凝土的轴向应力-应变关系全曲线37-40
• 2.3.5 钢管约束混凝土在轴向受压下的变形与破坏的关系40-45
• 2.4 小结45-46
• 3 圆钢管约束高强混凝土的设计本构模型46-66
• 3.1 引言46
• 3.2 典型约束混凝土设计本构模型综述46-55
• 3.2.1 Mander, Priestley and Park模型46-47
• 3.2.2 Li Bing模型47-48
• 3.2.3 Attard and Setunge模型48-49
• 3.2.4 Y.Sun模型49-50
• 3.2.5 各模型的特点分析50-55
• 3.3 钢管约束混凝土设计本构模型55-60
• 3.4 设计模型与试验结果的比较60
• 3.5 反复加卸载模型60-63
• 3.6 小结63-66
• 4 圆钢管约束高强混凝土的分析本构模型66-76
• 4.1 引言66
• 4.2 钢管约束作用下高强混凝土的横向应变模型66-72
• 4.2.1 高强混凝土轴压作用下的横向变形特征66
• 4.2.2 圆钢管约束高强混凝土轴压作用下的横向变形特征66-68
• 4.2.3 关于约束作用下混凝土横向变形的研究68-71
• 4.2.4 典型横向应变模型与试验结果的比较71-72
• 4.3 钢管约束高强混凝土分析模型72-74
• 4.3.1 分析模型的计算过程72-73
• 4.3.2 与试验结果的比较73-74
• 4.4 小结74-76
• 5 结论76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-82

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本文编号：529709