内填料石钢管混凝土中长柱轴压性能研究
发布时间：2022-02-24 00:38
我国东南沿海地区石材资源丰富,村镇中多采用石结构房屋。随着农村城镇化的发展和旧房改造的进行,大量石结构房屋被拆除,产生了大量老旧料石。石材具有抗压强度高、耐久性好的优势,但是受压时容易产生脆性破坏。课题组提出一种内填料石钢管混凝土（SCFST）组合柱,将料石放置于钢管中部,利用钢管的约束作用,改善料石整体脆性破坏,充分发挥石材抗压性能,提高原钢管混凝土（CFST）柱的轴压承载力。本文对SCFST中长柱轴压性能进行研究,具体研究内容和成果如下:（1）完成了3个CFST柱和9个SCFST柱的轴压性能试验,主要研究参数为含钢率α、含石率β和长细比λ。分析不同参数对试件破坏模式、荷载变形关系、承载能力和变形能力的影响。研究表明:长细比较小的试件（λ=11.3）发生轴压破坏,长细比较大的试件（λ=25.8）发生压弯破坏。SCFST柱的承载力相比于CFST柱显著提高,最大提高比例为87.2%。随着含石率的增加,试件的承载力增加,变形能力降低,试件的承载力和变形能力随着含钢率的增加而增加,随着长细比的增加而降低。（2）利用ABAQUS软件建立了SCFST中长柱的精细化有限元模型,通过轴压试验结果验证...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：108 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 石结构的研究现状
1.3 钢管混凝土柱的研究现状
1.4 内填新型材料钢管混凝土柱的研究现状
1.4.1 钢管再生混凝土柱的研究现状
1.4.2 钢管沙漠砂混凝土柱的研究现状
1.4.3 钢管橡胶混凝土柱的研究现状
1.4.4 内填木材钢管混凝土柱的研究现状
1.4.5 内填料石钢管混凝土柱的研究现状
1.5 研究内容
第2章 内填料石钢管混凝土中长柱轴心受压试验研究
2.1 试验方案
2.1.1 试件设计
2.1.2 试件制作
2.1.3 材料性能
2.1.4 试验装置与量测方案
2.1.5 加载制度
2.2 试验结果分析
2.2.1 试件破坏过程
2.2.2 破坏模式分析
2.2.3 荷载-轴向位移曲线
2.2.4 承载能力分析
2.2.5 变形能力分析
2.2.6 侧向变形特征
2.2.7 荷载-钢管应变曲线
2.3 本章小结
第3章 内填料石钢管混凝土中长柱轴压性能有限元分析
3.1 有限元模型建立
3.1.1 实体建模
3.1.2 材料本构模型
3.1.2.1 钢材
3.1.2.2 混凝土
3.1.2.3 石材
3.1.3 单元类型选取
3.1.4 网格划分
3.1.5 边界条件及界面接触设置
3.1.5.1 边界条件
3.1.5.2 界面接触设置
3.1.6 分析步的设置
3.1.7 石材抗压强度敏感性分析
3.2 有限元模型验证
3.2.1 试件破坏形态验证
3.2.2 荷载-轴向位移曲线验证
3.3 荷载分配
3.4 应力分析
3.4.1 钢管应力分布
3.4.2 混凝土纵向应力分布
3.4.3 料石纵向应力分布
3.5 接触作用
3.5.1 钢管和混凝土间接触力
3.5.2 混凝土和料石间接触力
3.6 参数分析
3.6.1 长细比
3.6.2 钢材屈服强度
3.6.3 混凝土抗压强度
3.6.4 含钢率
3.6.5 含石率
3.7 本章小结
第4章 内填料石钢管混凝土中长柱轴压承载力计算方法
4.1 短柱强度承载力规范验证
4.1.1 ACI 318
4.1.2 Eurocode 4
4.1.3 DBJ/T13-51-2010
4.1.4 GB50936-2014
4.2 中长柱承载力折减系数
4.3 中长柱轴压承载力计算公式
4.4 本章小结
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
个人简介、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3641615
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：108 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 石结构的研究现状
1.3 钢管混凝土柱的研究现状
1.4 内填新型材料钢管混凝土柱的研究现状
1.4.1 钢管再生混凝土柱的研究现状
1.4.2 钢管沙漠砂混凝土柱的研究现状
1.4.3 钢管橡胶混凝土柱的研究现状
1.4.4 内填木材钢管混凝土柱的研究现状
1.4.5 内填料石钢管混凝土柱的研究现状
1.5 研究内容
第2章 内填料石钢管混凝土中长柱轴心受压试验研究
2.1 试验方案
2.1.1 试件设计
2.1.2 试件制作
2.1.3 材料性能
2.1.4 试验装置与量测方案
2.1.5 加载制度
2.2 试验结果分析
2.2.1 试件破坏过程
2.2.2 破坏模式分析
2.2.3 荷载-轴向位移曲线
2.2.4 承载能力分析
2.2.5 变形能力分析
2.2.6 侧向变形特征
2.2.7 荷载-钢管应变曲线
2.3 本章小结
第3章 内填料石钢管混凝土中长柱轴压性能有限元分析
3.1 有限元模型建立
3.1.1 实体建模
3.1.2 材料本构模型
3.1.2.1 钢材
3.1.2.2 混凝土
3.1.2.3 石材
3.1.3 单元类型选取
3.1.4 网格划分
3.1.5 边界条件及界面接触设置
3.1.5.1 边界条件
3.1.5.2 界面接触设置
3.1.6 分析步的设置
3.1.7 石材抗压强度敏感性分析
3.2 有限元模型验证
3.2.1 试件破坏形态验证
3.2.2 荷载-轴向位移曲线验证
3.3 荷载分配
3.4 应力分析
3.4.1 钢管应力分布
3.4.2 混凝土纵向应力分布
3.4.3 料石纵向应力分布
3.5 接触作用
3.5.1 钢管和混凝土间接触力
3.5.2 混凝土和料石间接触力
3.6 参数分析
3.6.1 长细比
3.6.2 钢材屈服强度
3.6.3 混凝土抗压强度
3.6.4 含钢率
3.6.5 含石率
3.7 本章小结
第4章 内填料石钢管混凝土中长柱轴压承载力计算方法
4.1 短柱强度承载力规范验证
4.1.1 ACI 318
4.1.2 Eurocode 4
4.1.3 DBJ/T13-51-2010
4.1.4 GB50936-2014
4.2 中长柱承载力折减系数
4.3 中长柱轴压承载力计算公式
4.4 本章小结
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
个人简介、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3641615
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3641615.html
