鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土柱力學(xué)性能研究.pdf

1、為了更好地適應(yīng)當(dāng)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載方向發(fā)展和工業(yè)化生產(chǎn)施工的需要，該文將鋼骨混凝土、方鋼管混凝土與高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)結(jié)合起來，提出了一種重載柱設(shè)計(jì)的新模式，即鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土組合柱。該組合柱是在方鋼管內(nèi)填充自密實(shí)高強(qiáng)混凝土和型鋼而形成。 該文主要工作： 1、成功配制出立方體抗壓強(qiáng)度分別為73.2MPa和103.8MPa的兩種自密實(shí)高強(qiáng)高性能混凝土，完全實(shí)現(xiàn)了試件的免振成型。 2、進(jìn)行了14

2、根軸心受壓鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土短柱的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土短柱試件的破壞形態(tài)與不含鋼骨的方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土試件的破壞形態(tài)明顯不同；經(jīng)過振搗的試件與自密實(shí)試件的變形曲線和極限強(qiáng)度均沒有明顯差異；混凝土的強(qiáng)度、方鋼管的寬厚比和鋼骨的用量都對(duì)組合柱的受力性能有著顯著影響；核芯混凝土的存在改變了方鋼管板件的局部屈曲模式，使方鋼管混凝土的寬厚比限值提高為空方鋼管寬厚比限值的1.6倍。 3、在試驗(yàn)研

3、究的基礎(chǔ)上建立了鋼骨、方鋼管和核芯自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的單軸應(yīng)力-應(yīng)變模型，其中方鋼管的模型考慮了雙軸效應(yīng)，核芯混凝土的模型考慮了方鋼管的約束作用和鋼骨對(duì)其延性的影響。然后利用纖維模型法對(duì)軸心受壓短柱荷載-變形性能進(jìn)行分析，理論分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。最后在試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，提出了可供工程設(shè)計(jì)參考的鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土短柱軸壓承載力計(jì)算公式。 4、進(jìn)行了8根軸心受壓鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土長(zhǎng)柱的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)前

4、，用超聲法對(duì)內(nèi)填自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，超聲檢測(cè)結(jié)果表明核芯混凝土的密實(shí)性與質(zhì)量均勻性良好，表明該文配置的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土可以在組合柱構(gòu)件中實(shí)現(xiàn)自密實(shí)的效果。試驗(yàn)結(jié)果表明：長(zhǎng)細(xì)比是影響組合長(zhǎng)柱軸壓受力性能的最主要因素。隨著長(zhǎng)細(xì)比的增大，試件的承載能力、極限縱向變形率以及延性明顯降低。 5、利用切線模量理論，對(duì)軸心受壓鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土柱的穩(wěn)定承載力進(jìn)行了理論分析。與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明，該方法可以對(duì)軸壓組合柱的穩(wěn)

5、定承載力給出良好的預(yù)測(cè)。最后在試驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，給出可供工程設(shè)計(jì)參考的組合柱軸壓穩(wěn)定承載力的實(shí)用計(jì)算公式。 6、進(jìn)行了3根鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土受彎構(gòu)件的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在試件受彎過程中可近似認(rèn)為方鋼管和鋼骨的變形是協(xié)調(diào)的。分別采用疊加法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法對(duì)鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土構(gòu)件的抗彎承載力進(jìn)行了推導(dǎo)。與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明，兩種方法都能較好地預(yù)測(cè)出鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土構(gòu)件的抗彎承載力，且皆

6、偏于安全。 7、進(jìn)行了14根鋼骨-方鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土柱抗震性能的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：鋼骨和灌入其內(nèi)部的混凝土形成了一個(gè)核芯柱，阻止了危險(xiǎn)截面處混凝土斷裂面的產(chǎn)生，提高了柱子的防倒塌能力；軸壓比、寬厚比、混凝土的強(qiáng)度及鋼骨的用量等參數(shù)對(duì)組合柱的極限承載力、延性、耗能、剛度等性能具有顯著影響，其中軸壓比仍是最主要的因素；為保證鋼骨-方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱具有良好的延性，有必要對(duì)其軸壓比的限值作出規(guī)定。 8、采用疊加法