钢管活性粉末混凝土柱轴压受力性能和极限承载力试验研究

摘要

本文在以往国内外试验研究的基础上，通过试验对20根钢管RPC短柱和14根钢管RPC长柱进行了轴压力学性能分析，在试验数据的基础上得出钢管RPC柱荷载-应变曲线，分析钢管RPC柱各阶段破坏过程，建立钢管RPC柱有限元模型，并结合以往试验数据拟合出钢管RPC柱极限承载力经验公式，主要研究成果如下:
　　1、通过对20根钢管RPC短柱和14根钢管RPC长柱进行轴压力学性能试验，根据试验现象和试验数据，归纳分析了钢管RPC轴压短柱破坏过程主要分为4个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、荷载下降段、强化阶段;钢管RPC轴压长柱破坏过程主要分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、卸载阶段。
　　2、重点分析了各因素对钢管RPC轴压短柱和长柱的影响，对于钢管RPC轴压短柱，A、B两种加载方式的荷载-应变曲线基本相同，认为加载方式对钢管RPC轴压短柱力学性能的影响不大;钢管RPC轴压短柱的极限承载力随着套箍系数的增大而增大。对于钢管RPC轴压长柱，随着长细比的增大，试件的极限承载力降低，且后期强度下降的越快;大长细比下的套箍系数对钢管RPC长柱仍然有较大的影响，试件的极限承载力会随着套箍系数的增加为增加。
　　3、综合分析以往钢管RPC轴压试验研究数据，对139根钢管RPC轴压短柱和40根钢管RPC轴压长柱进行极限承载力统计分析，通过拟合分析，分别建立起钢管RPC轴压短柱极限承载力经验公式和钢管RPC轴压长柱长细比稳定系数经验公式。
　　4、应用大型有限元分析软件ABAQUS，借鉴以往有限元计算参数，分别对钢管RPC轴压短柱和钢管RPC轴压长柱进行有限元建模分析，将所得有限元计算曲线与试验曲线进行对比分析，发现总体吻合状况良好，但存在个别试件有限元结果与试验结果出现偏差，原因主要有原材料的强度稳定性差，离散性大，试件加载时存在一定的偏心，试件的初始缺陷等因素的影响。

目录

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 普通钢管混凝土结构的特点与发展

1．1．1 普通钢管混凝土的结构形式及特点

1．1．2 普通钢管混凝土的应用与发展

1．1．3 钢管高强混凝土的特点及应用

1．2 钢管活性粉末混凝土的特点和应用前景

1．2．1 活性粉末混凝土(RPC)的特点

1．2．2 钢管RPC的特点及应用前景

1．2．3 钢管RPC的研究概况

1．3 论文的主要工作内容

第2章 钢管RPC柱试验研究介绍

2．1 材料性能试验

2．1．1 概述

2．1．2 自密实活性粉末混凝土性能试验

2．1．3 钢管的材料性能试验

2．2 钢管RPC柱轴压试验过程介绍

2．2．1 概述

2．2．2 试件的设计与制作

2．2．3 试验装置与方法

2．3 钢管RPC柱轴压试验现象综述

2．3．1 钢管RPC轴压短柱试验现象介绍

2．3．2 钢管RPC轴压长柱试验现象介绍

2．4 本章小结

第3章 钢管RPC柱轴压受力性能试验结果理论分析

3．1 钢管RPC轴压短柱受力性能理论分析

3．1．1 钢管RPC轴压短柱试验曲线分析

3．1．2 钢管RPC轴压短柱受力性能影响因素分析

3．1．3 钢管RPC轴压短柱极限承载力计算公式

3．2 钢管RPC长柱轴压受力性能理论分析

3．2．1 钢管RPC轴压长柱试验曲线分析

3．2．2 钢管RPC轴压长柱受力性能影响因素分析

3．2．3 钢管RPC轴压长柱极限承载力计算公式

3．3 本章小结

第4章 钢管RPC柱有限元分析

4．1 概述

4．2 材料的本构模型

4．2．1 钢材的材料模型

4．2．2 核心RPC的材料模型

4．3 有限元模型的建立

4．3．1 单元类型选取和网格划分

4．3．2 钢管与混凝土接触模型

4．3．3 边界条件及加载方案

4．4 有限元计算结果分析

4．4．1 钢管RPC短柱有限元计算结果分析

4．4．2 钢管RPC长柱有限元计算结果分析

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

声明

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