钢管再生混凝土柱耐火性能研究
发布时间:2017-06-06 00:14
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【摘要】:再生混凝土的有效利用,可解决废弃混凝土的处理问题并节约天然资源,但由于再生骨料的吸水率和孔隙率均高于天然骨料,且再生骨料表面含有一定量的旧水泥砂浆,导致再生混凝土的性能通常低于采用天然骨料的普通混凝土。为了促进再生混凝土在工程中的应用,钢管再生混凝土的概念被提出,即:将再生混凝土填充到空钢管中,利用钢管与核心再生混凝土之间的相互作用,能充分发挥两种材料的优势并弥补其各自缺点。然而,由于外钢管的耐火性能较差,可能导致火灾下钢管再生混凝土构件发生破坏,从而影响结构的安全。因此,有必要研究钢管再生混凝土构件的耐火性能,为实际工程中钢管再生混凝土结构的抗火设计提供依据。本文基于试验和理论模拟,对钢管再生混凝土柱的耐火性能进行研究,主要完成以下几个方面的工作:(1)综述了相关课题的研究现状,包括:再生混凝土的高温性能、钢管再生混凝土构件的常温力学性能和钢管混凝土柱的耐火性能。(2)以再生粗骨料取代率、轴压比和防火保护层厚度为主要参数,设计并完成了9个钢管再生混凝土柱耐火性能的试验研究,考察了上述参数对钢管再生混凝土柱耐火性能的影响。(3)在确定高温下核心再生混凝土和钢材本构模型的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了火灾下钢管再生混凝土柱耐火性能理论分析模型,模拟结果与试验结果总体吻合较好。(4)利用经试验结果验证的理论模型,系统分析了受火时间、截面尺寸、构件长细比、再生粗骨料取代率、含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和荷载偏心率对标准火灾作用下钢管再生混凝土柱承载力系数的影响。
【关键词】:钢管再生混凝土柱 耐火性能 耐火极限 有限元分析
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU398.9
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 绪论9-18
- 1.1 再生混凝土的发展与应用9-11
- 1.2 钢管再生混凝土的提出11
- 1.3 选题的背景和意义11-13
- 1.4 相关课题的研究现状13-17
- 1.4.1 再生混凝土的高温性能13-14
- 1.4.2 钢管再生混凝土构件的常温力学性能14-15
- 1.4.3 钢管混凝土柱的耐火性能15-17
- 1.5 本文的研究内容17-18
- 2 试验研究18-34
- 2.1 试验概况18-21
- 2.1.1 试件设计18
- 2.1.2 试件制备18-21
- 2.2 试验步骤21-23
- 2.3 试验结果与分析23-33
- 2.3.1 试验现象和结果23-29
- 2.3.2 试验结果分析29-33
- 2.4 本章小结33-34
- 3 理论分析34-52
- 3.1 温度场模拟34-38
- 3.1.1 材料热工参数34-35
- 3.1.2 温度场计算35-38
- 3.2 力学场模拟38-45
- 3.2.1 材料本构模型38-41
- 3.2.2 力学有限元模型41-42
- 3.2.3 模拟结果与分析42-45
- 3.3 其他研究者试验模拟45-51
- 3.4 本章小结51-52
- 4 火灾下构件承载力的计算52-57
- 4.1 参数分析52-56
- 4.1.1 截面尺寸和受火时间52-53
- 4.1.2 构件长细比53
- 4.1.3 再生粗骨料取代率53-54
- 4.1.4 含钢率54
- 4.1.5 钢材屈服强度54-55
- 4.1.6 混凝土强度55
- 4.1.7 荷载偏心率55-56
- 4.2 本章小结56-57
- 结论57-58
- 参考文献58-62
- 攻读硕士学位期间发表学术论文情况62-63
- 致谢63-64
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 徐明;张牟;唐永辉;陈忠范;;高温后再生混凝土抗压强度的试验研究[J];混凝土;2012年11期
2 吕学涛;杨华;张素梅;;非均匀火灾作用下方钢管混凝土柱受力机理研究[J];建筑结构学报;2013年03期
3 黄一杰;肖建庄;;钢管再生混凝土柱抗震性能与损伤评价[J];同济大学学报(自然科学版);2013年03期
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本文编号:424959
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