矩形钢管再生混合混凝土本构关系的试验研究及其应用

摘要

随着我国基础设施的不断完善，人民居住环境的改善，不可避免的产生大量建筑垃圾。如果在建筑中应用再生混凝土，将能够有效的消耗建筑垃圾，保护环境。现如今钢管再生混合混凝土结构研究中，对于矩形钢管再生混合混凝土结构的本构关系模型还不够深入。因此，本文在总结之前的成果的基础上，对矩形钢管再生混合混凝土的本构关系进行试验研究。
　　目前，对矩形钢管再生混合混凝土的本构关系的研究中，基本通过采取方钢管混凝土的应力-应变关系模型进行一定的参数修正，并未考虑到截面高宽比对其的影响。为此，本文以截面高宽比为主要控制参数，同时考虑含钢率、混合比、钢材强度和混凝土强度等因素的影响，设计24个矩形钢管再生混合混凝土短柱试件。通过轴压短柱试验研究其本构关系,根据结果可知：
　　（1）矩形截面的高宽比对矩形钢管再生混合混凝土的力学性能有一定的影响，截面的高宽比的不断增加，承载力的提高系数和延性系数逐渐减小，研究其本构关系时，应考虑截面高宽比的影响；
　　（2）随着钢材强度和混凝土强度的增加，矩形钢管再生混合混凝土短柱的轴压承载能力有增大的趋势，混合比对承载力影响有限；
　　（3）矩形钢管再生混合混凝土短柱的变形性能良好，钢材强度、含钢率的增加以及混凝土强度、混合比的减小，试件的延性有不断增大的趋势。
　　在对照现有的关于钢材和其核心混凝土的本构关系模型，结合试验数据进行回归分析，引入截面高宽比的影响因素，提出适用于矩形钢管再生混合混凝土的本构关系。依据所确定的材料本构关系，利用有限单元法对轴压短柱试件进行数值分析，与试验结果和已有的本构关系模型进行对比。结果表明：引入截面高宽比影响的本构关系的有限元分析结果与试验实测数据比较，两者差异很小，验证所提出的本构关系的合理性。
　　比较规程ACI318-05-2005、AIJ-2008、BS5400-2005、CECS159:2004、DBJ13-51-2003、EC4-2004、GB50936-2014对矩形钢管再生混凝土轴压承载力计算式的差异，建议采用规程DBJ计算矩形钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力。同时在本课题已有研究的基础上，根据试验结果确定可用于矩形钢管再生混合混凝土的轴压承载力计算修正公式。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外的研究动态

1.3 本文研究内容和方法

第2章 材料本构关系

2.1 引言

2.2 钢材的本构关系

2.3 钢材的屈服准则

2.4 核心混凝土的本构关系

2.5 核心混凝土的破坏准则

2.6 现有本构关系的不足

2.7 本章小结

第3章 矩形钢管再生混合混凝土本构关系试验方案

3.1 引言

3.2 试验方案

3.3 本章小结

第4章 矩形钢管再生混合混凝土本构关系的试验研究

4.1 引言

4.2 试验现象

4.3 试件破坏模式

4.4 试验结果

4.5 试验结果分析

4.6 本文提出的本构关系

4.7 本章小结

第5章 矩形钢管再生混合混凝土数值分析

5.1 引言

5.2 单元选择

5.3 网格划分

5.4 计算结果与分析

5.5 本章小结

第6章 矩形钢管再生混合混凝土轴压短柱承载力的计算

6.1 引言

6.2 国内外规范（程）计算方法比较

6.3 承载力实用计算方法

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 今后研究工作的建议与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果