方钢管橡胶混凝土构件纯弯力学性能研究

发布时间：2023-02-16 13:55

　　为大力倡导绿色建筑发展理念,积极推广应用以废旧轮胎破碎而成的橡胶粉替换粗细砂石骨料而制成的钢管橡胶混凝土构件,本文从试验和有限元数值模拟两方面系统研究了方钢管橡胶混凝土构件在纯弯作用下的力学性能及受弯工作机理,利用现有国内外钢管混凝土相关规程对钢管橡胶混凝土抗弯承载力进行计算,并与试验及模拟结果进行了对比验证,以期为有关技术人员提供参考。具体研究结果和结论如下:(1)以剪跨比和橡胶粉取代率为参数,进行了6根方钢管橡胶混凝土试件在纯弯作用下的试验研究,考察试件的破坏模态及荷载变形曲线。结果表明:钢管橡胶混凝土和普通钢管混凝土基本具有相同的力学特性,受弯破坏时表现出很好的延性。剪跨比对钢管橡胶混凝土构件的极限抗弯承载力及初始抗弯刚度影响不显著,对使用阶段抗弯刚度影响较小。橡胶粉取代率对构件初始抗弯刚度有较大的影响,橡胶粉取代率为10%的试件初始抗弯刚度比普通钢管混凝土试件的初始抗弯刚度提高了19.03%,但当橡胶粉取代率为20%时,初始抗弯刚度比普通钢管混凝土降低了18.11%。(2)利用ABAQUS有限元软件对钢管混橡胶凝土构件进行精细化建模,并结合试验结果验证有限元模型的合理性,在此基...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢管混凝土纯弯性能的研究现状
        1.2.2 橡胶混凝土的研究现状
        1.2.3 钢管橡胶混凝土的研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 方钢管橡胶混凝土纯弯构件的试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验概况
        2.2.1 试件设计与制作
        2.2.2 材料力学性能指标
        2.2.3 试验加载装置
        2.2.4 试验量测内容
    2.3 试验现象
        2.3.1 试件外部形态
        2.3.2 试件内部形态
    2.4 试验结果
        2.4.1 挠度分布曲线
        2.4.2 弯矩-应变曲线
        2.4.3 弯矩-挠度曲线
        2.4.4 弯矩-曲率曲线
        2.4.5 平截面假定的验证
    2.5 试验参数分析
        2.5.1 剪跨比的影响
        2.5.2 橡胶粉取代率的影响
        2.5.3 是否填充橡胶混凝土的影响
    2.6 本章小结
第三章 方钢管橡胶混凝土纯弯构件的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 材料的本构关系
        3.2.1 钢材的本构关系模型
        3.2.2 橡胶混凝土的本构关系模型
    3.3 有限元模型的建立
        3.3.1 单元类型选取
        3.3.2 单元网格划分
        3.3.3 边界条件
        3.3.4 界面模型
        3.3.5 非线性方程组求解
    3.4 有限元模型的验证
        3.4.1 破坏模态的比较
        3.4.2 弯矩-挠度曲线的比较
        3.4.3 抗弯承载力及抗弯刚度的比较
    3.5 钢管橡胶混凝土纯弯构件受力全过程分析
        3.5.1 核心橡胶混凝土应力分布
        3.5.2 钢管应力分布
        3.5.3 钢管与核心橡胶混凝土相互作用分析
    3.6 模拟参数分析
        3.6.1 含钢率的影响
        3.6.2 橡胶混凝土强度的影响
        3.6.3 钢材屈服强度的影响
    3.7 本章小结
第四章 方钢管橡胶混凝土纯弯构件承载力计算
    4.1 引言
    4.2 各国规程公式简介
        4.2.1 日本规程AIJ(2008)
        4.2.2 英国规程BS5400(2005)
        4.2.3 欧洲规程EC4(2005)
        4.2.4 规程DB21/T1746-2009
        4.2.5 规程GJB4142-2000
        4.2.6 规程GB50936-2014
    4.3 各规程承载力计算与比较
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文



本文编号：3744104