方钢管再生混凝土柱抗震性能试验研究与有限元分析

发布时间：2017-12-21 11:30

  本文关键词：方钢管再生混凝土柱抗震性能试验研究与有限元分析　出处：《长江大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：再生混凝土(recycled aggregate concrete, RAC)作为一种新型材料,它是指将建设过程中产生的废弃混凝土块经过破碎、分级筛选以及表明清洗后作为再生骨料,按一定比例与水泥、水、天然(粗细)骨料拌合而成的混凝土。再生混凝土的研究早在上世纪50年代就已经开始,但由于废弃混凝土本身的特性,使得再生混凝土主要应用在道路等非承重的结构体系中。为了更加合理的利用废弃混凝土,将再生混凝土与研究比较成熟应用比较广泛的新型钢管混凝土结合,形成钢管再生混凝土,充分利用钢管对核心再生混凝土的套箍作用,使核心再生混凝土由单轴受压状态变为三向受压状态,能够大大提高再生混凝土的抗压强度和变形能力,并利用核心再生混凝土来增强钢管壁的稳定性。目前,对钢管再生混凝土的研究主要集中在构件的轴压试验,压弯试验,拟静力试验,长期荷载试验,且主要是圆钢管,对方钢管的研究尚鲜见报道。特别是方钢管再生混凝土柱的抗震性能试验研究以及有限元分析研究。为了研究方钢管再生混凝土柱的抗震性能,本文采用3因素3水平的正交试验法共设计制作了9根150mm×150mm的试件,以钢管壁厚、再生骨料取代率、轴压比为基本参数,分别对试件进行拟静力试验,获得方钢管再生混凝土柱在水平反复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线,从而分析方钢管再生混凝土柱的承载能力、变形能力、耗能能力,研究各基本参数对方钢管再生混凝土柱抗震性能的影响。结果表明：再生骨料取代率对方钢管再生混凝土柱的位移延性系数影响较小,主要受钢管壁厚及轴压比的影响,而轴压比的影响最大；试件加载屈服和达到峰值荷载时主要受钢管壁厚的影响；试件破坏时主要受轴压比的影响；再生骨料置换率对试件刚度的影响不大。在试验研究的基础上,选取合适的本构关系,利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了方钢管再生混凝土柱的有限元模型,并进行有限元数值模拟。另外,基于纤维模型理论,利用OpenSEES有限元程序,模拟方钢管再生混凝土柱水平荷载-位移滞回曲线。在与试验结果吻合较好的前提下,模拟更大参数范围内各参数对方钢管再生混凝土柱抗震性能的影响。得出了与试验研究相同的结论,即方钢管再生混凝土柱弹性阶段的刚度和水平承载力主要受钢管壁厚和轴压比的影响,再生骨料取代率的影响较小。在一定范围内,随着钢管壁厚的增加,方钢管再生混凝土柱弹性阶段的刚度和水平承载力增大；随着轴压比的增大,方钢管再生混凝土柱弹性阶段的刚度和水平承载力减小。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9;TU352.11

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本文编号：1315912