無機聚合物鋼管混凝土柱抗震性能試驗與理論分析.pdf

1、無機聚合物圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式，其不僅具有無機聚合物混凝土的特點，還保留鋼管混凝土的優(yōu)點。目前對于這種結(jié)構(gòu)形式的力學(xué)性能研究還不是很成熟，大部分研究集中在構(gòu)件的靜力方面。本文通過擬靜力試驗，以軸壓比和含鋼率為參數(shù)變量，進行了無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的抗震性能的試驗研究，在此基礎(chǔ)上，對無機聚合物圓形鋼管混凝土柱進行抗震性能分析、累積損傷分析及有限元分析，為無機聚合物圓形鋼管混凝土柱在實際工程上的應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ)。

2、
　　1、通過對無機聚合物混凝土及鋼材的基本力學(xué)性能進行試驗研究，得出了材料性能的基本參數(shù)（彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系），為構(gòu)件抗震性能及有限元分析提供一定理論基礎(chǔ)。無機聚合物混凝土彈性模量值為3.1455×1042N/mm，比相同強度的普通水泥混凝土的彈性模量??；無機聚合物混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的峰值應(yīng)變高于普通混凝土的峰值應(yīng)變；測得的鋼材的屈服強度及極限強度遠(yuǎn)高于規(guī)范中規(guī)定。試驗結(jié)果表明：無機聚合物混凝土比普通硅酸鹽水泥混凝土延性

3、大。
　　2、對不同軸壓比和含鋼率的5根無機聚合物圓形鋼管混凝土柱和1根普通鋼管混凝土柱的抗震性能進行對比試驗研究。結(jié)果表明：無機聚合物圓形鋼管混凝土柱與普通鋼管混凝土柱在往復(fù)荷載作用下均具有良好的抗震性能，從耗能及延性性能方面分析，無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的抗震性能優(yōu)于普通鋼管混凝土柱；構(gòu)件在往復(fù)荷載作用下的破壞形態(tài)基本一致，即為壓彎破壞；軸壓比和含鋼率對無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的滯回曲線、剛度退化、耗能能力及延性性能均產(chǎn)生

4、一定的影響，其中構(gòu)件含鋼率的增大，無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的滯回曲線飽滿程度明顯提高，骨架曲線的彈性階段剛度增加，水平極限承載力也增大，其相應(yīng)的極限位移有所增加；構(gòu)件的耗能能力和延性性能也明顯增強，故在工程實際中可采用增大構(gòu)件的含鋼率來提高無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的抗震性能。
　　3、利用能量守恒原理建立了無機聚合物圓形鋼管混凝土柱的累積損傷模型，對往復(fù)荷載作用下的無機聚合物圓形鋼管混凝土柱進行累積損傷分析。計算結(jié)果表明：構(gòu)件

5、破壞時累積損傷指標(biāo)一般在0.4~0.7之間；適當(dāng)?shù)脑黾訕?gòu)件的軸壓比和含鋼率可減小構(gòu)件的損傷程度。
　　4、通過ABAQUS軟件模擬了無機聚合物圓形鋼管混凝土柱在往復(fù)荷載作用下受力過程。結(jié)果表明：有限元得到的各構(gòu)件的最終破壞形態(tài)與試驗結(jié)果一致，即為壓彎破壞；從整體趨勢來看，有限元得到的骨架曲線能夠較好的與試驗結(jié)果吻合，基本上反映了構(gòu)件在整個加載過程中強度的變化及延性性能。
　　最后總結(jié)了本文的主要研究成果，并提出了需要進一步研