钢管活性粉末混凝土直接轴拉性能试验研究

发布时间：2017-10-03 06:30

  本文关键词：钢管活性粉末混凝土直接轴拉性能试验研究

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【摘要】：随着钢管混凝土桁梁在大跨度结构中广泛应用,钢管混凝土受拉构件受力性能的研究得到日益增长的关注。虽然管内混凝土有助于提高受拉弦杆的的承载力和刚度,但受混凝土抗拉强度和变形能力的限制,这种提高作用有限,而且受拉弦杆管内填充混凝土所增加的结构重量、施工难度和材料用量往往减小甚至抵消了这种提高效益。为了改善钢管混凝土受拉性能,已有工程在管内混凝土中掺加钢纤维,但是使用效果并不理想。为了提高钢管混凝土受拉构件的开裂承载力、极限承载力和刚度,从而促进钢管混凝土结构的工程应用和理论研究,本文介绍了高抗拉强度和大变形能力的活性粉末混凝土(reactive powder concrete,简称RPC)的配合比,以及钢管活性粉末混凝土(指钢管内填充RPC,以下简称钢管RPC)直接轴拉性能试验研究成果。主要工作及成果如下：①以某钢管混凝土连续桁架梁桥的上部结构为原型,设计了钢管RPC试件。改进了钢管混凝土直接轴拉试验加载方法,试件端部传力构造,钢管削薄加工工艺,以及变形测量装置。采用闽江细河沙为骨料,成功配置了高抗拉强度、大变形能力的RPC。制作了包括不同钢纤维体积掺量(0%、1%、2%和3%)和养护温度(20℃、60℃、90℃和180℃)共23根钢管RPC试件,以及21根RPC对比试件和3根空钢管对比试件。②成功完成了RPC直接轴拉试验,获得了RPC应力-应变全过程曲线,并确定了RPC受拉弹性模量、初裂点应力应变、峰值点应力应变、高强度应变区间。成功完成了钢管RPC直接轴拉试验,获得了钢管RPC直接轴拉荷载-变形全过程曲线以及典型的破坏形态,并确定了钢管RPC初始刚度、管内RPC开裂承载力、轴拉承载力。③通过对比钢管试件、RPC试件和钢管RPC试件的直接轴拉性能,研究了钢管和RPC的工作状态,以及两者界面之间的相互作用。通过对比特征参数,分别研究了钢纤维和养护温度对钢管RPC轴拉性能的影响。试验研究结果表明,基于本地材料配置的RPC具有良好的工作性和力学性能,钢管RPC较钢管混凝土具有更高的承载力和延性,能满足工程设计预期。④在试验研究成果的基础上,并参考文献上的钢管钢纤维混凝土轴拉承载力计算公式,提出了基于本文配合比的钢管RPC轴拉承载力和轴拉初始刚度实用算法,并采用试验数据对其进行了验证,该实用算法形式简单、计算精度高。
【关键词】：活性粉末混凝土 钢管混凝土 直接轴拉试验 钢纤维 养护温度 轴拉承载力 初始刚度
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.59
【目录】：

• 主要符号对照表8-9
• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题来源13-14
• 1.2 文献综述14-20
• 1.2.1 RPC与钢管RPC应用现状14-17
• 1.2.2 RPC直接轴拉性能研究现状17-18
• 1.2.3 钢管混凝土直接轴拉性能研究现状18-19
• 1.2.4 钢管RPC基本力学性能研究现状19-20
• 1.3 本文研究内容20-23
• 1.3.1 本文研究的对象及内容20-21
• 1.3.2 章节的内容及其关联性21
• 1.3.3 本文研究的特色和创新点21-23
• 第二章 钢管RPC直接轴拉试件设计、制作及加载23-47
• 2.1 试验总体设计23-29
• 2.1.1 试验目的23
• 2.1.2 试验方法23-26
• 2.1.3 参数设计26-29
• 2.2 试件钢管设计、加工及材性试验29-32
• 2.2.1 试件钢管设计29-30
• 2.2.2 试件钢管加工30-31
• 2.2.3 钢材材性标准试验31-32
• 2.2.4 空钢管直接轴拉试验32
• 2.3 试件传力构造设计与加工32-35
• 2.3.1 试件端部设计与加工32-33
• 2.3.2 试件夹头设计及加工33-34
• 2.3.3 试件传力构造连接34-35
• 2.4 管内RPC制备及材性试验35-42
• 2.4.1 RPC原材料及配合比设计35-37
• 2.4.2 RPC材性标准试验37-38
• 2.4.3 RPC直接轴拉试验38-40
• 2.4.4 试件浇筑及养护40-42
• 2.5 钢管RPC加载及控制42-45
• 2.5.1 试验测量及加载42-44
• 2.5.2 偏心控制和实时监控44-45
• 2.6 本章小结45-47
• 第三章 钢管RPC直接轴拉试验结果47-66
• 3.1 材性试验结果47-48
• 3.1.1 钢管材性标准试验结果47
• 3.1.2 RPC材性标准试验结果47-48
• 3.2 钢管直接轴拉试验结果48-49
• 3.2.1 钢管直接轴拉全过程典型曲线48-49
• 3.2.2 特征点及特征参数49
• 3.3 RPC直接轴拉试验结果49-55
• 3.3.1 破坏形态49-50
• 3.3.2 不同钢纤维体积掺量RPC试验平均曲线50-51
• 3.3.3 不同养护温度RPC试验平均曲线51
• 3.3.4 RPC直接轴拉全过程51-53
• 3.3.5 特征参数及特征点53-55
• 3.4 钢管RPC直接轴拉试验结果55-65
• 3.4.1 破坏形态55-57
• 3.4.2 不同钢纤维体积掺量钢管RPC的试验平均曲线57-58
• 3.4.3 不同养护温度钢管RPC试验平均曲线58-59
• 3.4.4 钢管RPC直接轴拉全过程59-60
• 3.4.5 特征点及特征参数60-65
• 3.5 本章小结65-66
• 第四章 钢管RPC直接轴拉性能分析66-81
• 4.1 钢管与管内RPC截面组合的相互作用66-68
• 4.1.1 组合截面工作机理和开裂66-68
• 4.1.2 RPC对钢管的作用68
• 4.1.3 钢管对RPC的作用68
• 4.2 钢管RPC直接轴拉承载力影响分析68-73
• 4.2.1 钢纤维体积掺量影响68-69
• 4.2.2 养护温度影响69
• 4.2.3 轴拉承载力分析69-73
• 4.3 钢管RPC直接轴拉初始轴拉刚度影响分析73-76
• 4.3.1 钢纤维体积掺量影响73
• 4.3.2 养护温度影响73-74
• 4.3.3 初始轴拉刚度分析74-76
• 4.4 钢管RPC轴拉承载力实用算法研究76-78
• 4.4.1 国内外钢管混凝土轴拉承载力公式76-77
• 4.4.2 钢管RPC轴拉承载力实用公式77-78
• 4.5 钢管RPC轴拉初始刚度实用算法研究78-80
• 4.6 本章小结80-81
• 第五章 结论与展望81-82
• 参考文献82-87
• 附录A 试验仪器设备介绍87-91
• 附录A.1 RPC制备仪器设备87-88
• 附录A.2 材性试验仪器设备88-89
• 附录A.2.1 钢材材性仪器设备88
• 附录A.2.2 RPC材性仪器设备88-89
• 附录A.3 RPC直接轴拉试验仪器设备89-90
• 附录A.4 钢管和钢管RPC直接轴拉试验仪器设备90-91
• 附录B 钢管RPC公式计算参数91-93
• 附录B.1 外钢管计算参数91-92
• 附录B.2 管内RPC计算参数92-93
• 致谢93

【参考文献】

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7 安明U，

本文编号：963666