模拟酸雨环境下圆钢管再生混凝土纯弯力学性能研究

发布时间：2022-10-04 14:29

　　本文通过对圆钢管（再生）混凝土试件进行模拟酸雨环境下的腐蚀试验和酸雨腐蚀后的纯弯试验来分析酸雨腐蚀环境对试件纯弯力学性能的影响,并采用有限元分析软件ABAQUS对所有试件的纯弯受力全过程进行分析研究。基于壁厚折减和双重折减（壁厚和材性双重折减）两种方式来考虑酸雨环境对试件的腐蚀影响,分别采用江西省和国家钢管混凝土结构技术规程（范）中相应承载力计算公式来计算各试件的抗弯承载力,分析酸雨腐蚀环境对抗弯承载力的影响;在此基础上,根据钢材所受腐蚀深度与腐蚀时间的相关性,建议了在酸雨腐蚀环境下钢管混凝土抗弯承载力的理论计算方法。本文主要的研究工作具体包括:（1）将3根圆钢管普通混凝土试件和3根圆钢管再生混凝土试件分别置于已配置好的模拟酸雨溶液中进行腐蚀试验,待其分别达到目标腐蚀10%、20%、30%时停止腐蚀试验。通过对腐蚀试验的详细描述,介绍其腐蚀试验的方法、步骤,及其在腐蚀过程中出现的现象。结果表明,在一定腐蚀范围内（腐蚀率0%-30%）,圆钢管（再生）混凝土试件壁厚的减少量与法拉第电化学腐蚀定律理论计算值较为吻合。（2）对所有试件（包括2根未腐蚀试件,共8根）进行纯弯曲力学性能试验研究,对... 

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
        1.1.1 钢管混凝土的应用
        1.1.2 酸雨对环境和建筑物的影响
        1.1.3 再生混凝土的研究与应用
    1.2 研究的目的和意义
    1.3 国内外的研究现状及分析
        1.3.1 各类腐蚀环境下研究现状
        1.3.2 钢管再生混凝土的应用及相关研究现状
    1.4 研究主要内容与分析
    1.5 本文研究框架
第二章 模拟酸雨环境下圆钢管再生混凝土纯弯试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验概况
        2.2.1 试件原材料制备
        2.2.2 试验前期准备
    2.3 试验内容
        2.3.1 酸雨腐蚀试验
        2.3.2 纯弯试验
    2.4 试验结果及分析
        2.4.1 试验现象及破坏形态
        2.4.2 试验量测曲线及分析
    2.5 本章小结
第三章 有限元分析与工作机理研究
    3.1 概述
    3.2 考虑酸雨腐蚀影响的建模方法
    3.3 有限元建模过程
        3.3.1 单元类型的选取与网格划分
        3.3.2 材料本构关系模型
        3.3.3 钢管与混凝土的界面模型
        3.3.4 边界条件
    3.4 有限元结果与试验结果比较
        3.4.1 试件破坏形态对比
        3.4.2 弯矩-跨中挠度关系曲线比较
        3.4.3 极限抗弯承载力比较
        3.4.4 弯矩-跨中受拉(压)区纵向应变关系曲线
    3.5 工作机理研究
        3.5.1 试件破坏模态
        3.5.2 纯弯全过程的荷载分配
        3.5.3 钢管与混凝土的相互作用
    3.6 本章小结
第四章 酸雨腐蚀后抗弯承载力计算方法研究
    4.1 概述
    4.2 抗弯承载力简化计算方程
        4.2.1 圆钢管普通混凝土抗弯承载力简化计算方法
        4.2.2 圆钢管再生混凝土抗弯承载力简化计算方法
    4.3 简化计算值与试验值比较
    4.4 酸雨腐蚀环境下抗弯承载力计算方法
        4.4.1 大气腐蚀时间与钢管腐蚀率
        4.4.2 酸雨腐蚀环境下钢管混凝土抗弯承载力预测
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简介读研期间学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]酸雨环境下方钢管再生混凝土纯弯力学性能试验研究[J]. 黄宏,孙微,陈梦成,朱琪.  建筑结构. 2018(02)
[2]锈蚀圆钢管混凝土短柱轴压承载力研究[J]. 陈梦成,林博洋,黄宏.  建筑钢结构进展. 2018(01)
[3]模拟酸雨腐蚀对低碳钢力学性能的退化规律[J]. 陈梦成,张凡孟,王超,黄宏.  腐蚀与防护. 2017(04)
[4]酸雨环境下方钢管再生混凝土短柱轴压力学性能试验研究[J]. 陈梦成,王超,黄宏,刘京剑.  建筑结构. 2017(06)
[5]酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱抗震性能研究[J]. 陈梦成,林博洋,黄宏.  铁道科学与工程学报. 2017(01)
[6]方钢管再生混凝土偏压长柱受力性能试验研究[J]. 胡乃冬,杜喜凯,刘濮源,牛志强.  建筑结构学报. 2016(S2)
[7]钢管再生混凝土受力与耐久性能研究现状与分析[J]. 吴纪达,黄一杰,孙黄胜,王清.  建设科技. 2016(Z1)
[8]锈蚀后钢材弹性模量与屈服强度的计算模型[J]. 徐善华,任松波.  机械工程材料. 2015(10)
[9]方钢管再生混凝土轴压短柱力学性能试验研究[J]. 黄宏,孙微,陈梦成,郭晓宇.  建筑结构学报. 2015(S1)
[10]圆钢管再生混凝土偏压性能退化及影响因素分析[J]. 李卫宁,徐金俊,陈宗平,谭秋虹.  混凝土. 2015(07)

博士论文
[1]钢管混凝土构件在复杂受力状态下的工作机理研究[D]. 尧国皇.福州大学 2006
[2]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]酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土纯弯力学性能研究[D]. 孙微.华东交通大学 2016
[2]酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土柱偏心受压试验与理论研究[D]. 朱琪.华东交通大学 2016
[3]模拟酸雨腐蚀后圆钢管混凝土柱低周往复荷载试验研究[D]. 王超.华东交通大学 2016
[4]锈蚀对钢管混凝土性能的影响研究[D]. 张斌.重庆交通大学 2011



本文编号：3685201