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圆钢管约束超高性能混凝土短柱轴压受力性能研究

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建筑结构学报 2022年第6期43卷 34-42页

作者：韦建刚谢志涛罗霞杨艳吴庆雄陈宝春袁员福州大学土木工程学院福建福州350116 福建工程学院土木工程学院福建福州350118

为研究钢管约束超高性能混凝土(UHPC)短柱的套箍效应和轴压承载力,进行了12根钢管约束超高性能混凝土短柱的轴压试验,分析其破坏模式、变形及受力全过程。试验结果表明:钢管约束超高性能混凝土轴压短柱破坏模式与套箍系数相关,随着套箍... 详细信息

为研究钢管约束超高性能混凝土(UHPC)短柱的套箍效应和轴压承载力,进行了12根钢管约束超高性能混凝土短柱的轴压试验,分析其破坏模式、变形及受力全过程。试验结果表明:钢管约束超高性能混凝土轴压短柱破坏模式与套箍系数相关,随着套箍系数的增大,轴压短柱分别出现剪切破坏、混合破坏和腰鼓破坏;套箍系数较小(0.43~0.52)的短柱,其破坏全过程中弹塑性段较短,表现出较明显的脆性破坏,当套箍系数较大(1.21~1.80)时,短柱破坏时的塑性明显增强。基于试验验证的有限元模型,参数分析表明,钢管套箍效应产生的承载力提高系数介于1.2~1.4之间;在0.43≤ξ≤1.08范围内,承载力提高系数随套箍系数增大而增大,建议径厚比的取值范围为12.0~23.0。通过对现有钢管约束混凝土承载力计算方法分析,提出了钢管约束超高性能混凝土轴压短柱承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好。

关键词：圆钢管约束超高性能混凝土短柱轴压试验有限元分析承载力

圆钢管地聚物再生砖骨料混凝土短柱轴压性能研究

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建筑钢结构进展 2023年第9期25卷 1-11页

作者：郑永乾肖彦君王存华福建理工大学福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118

为研究钢管地聚物再生砖骨料混凝土基本力学性能,以混凝土基准强度等级、再生砖骨料取代率和钢管径厚比为主要参数,进行了20个圆形截面轴压短柱的试验研究,分析其破坏形态、荷载-应变关系、极限承载力、延性等性能。试验结果表明:随着... 详细信息

为研究钢管地聚物再生砖骨料混凝土基本力学性能,以混凝土基准强度等级、再生砖骨料取代率和钢管径厚比为主要参数,进行了20个圆形截面轴压短柱的试验研究,分析其破坏形态、荷载-应变关系、极限承载力、延性等性能。试验结果表明:随着再生砖骨料取代率的增加、钢管厚度的增大或混凝土基准强度的减小,构件的延性和残余承载力提高;构件极限承载力随再生骨料取代率的增大而降低,核心混凝土基准强度越高或钢管厚度越大,构件承载力随取代率增加而下降的幅度减小。针对地聚物再生砖骨料混凝土,修正了核心混凝土本构模型,有限元计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上对不同参数的240个圆钢管地聚物再生砖骨料混凝土短柱进行计算,并与现有简化计算公式比较,结果表明,采用地聚物再生砖骨料混凝土的实际强度和弹性模量后,现有轴压承载力和轴压刚度简化公式同样适用于圆钢管地聚物再生砖骨料混凝土。

关键词：圆钢管地聚物混凝土再生砖骨料轴压性能有限元分析

钢管含粗骨料超高性能混凝土短柱轴压性能研究

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工程力学 2022年第10期39卷 68-78页

作者：曾彦钦徐礼华吴方红余敏池寅武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528000

考虑钢纤维掺量、粗骨料替代率和钢管厚度三个参数,设计制作了14根短柱试件。通过全截面轴心受压试验,考察了试件的破坏形态、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线和极限承载力,分析了各参数对短柱轴心受压性能的影响规律。试验结果表明:当套... 详细信息

考虑钢纤维掺量、粗骨料替代率和钢管厚度三个参数,设计制作了14根短柱试件。通过全截面轴心受压试验,考察了试件的破坏形态、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线和极限承载力,分析了各参数对短柱轴心受压性能的影响规律。试验结果表明:当套箍系数0.217≤ξ钢管厚度下,粗骨料的掺入能有效提高试件承载力。参考已有钢管混凝土规程,提出了CA-UHPCFST短柱轴心受压承载力计算公式,可供工程设计参考。

关键词：结构工程轴压性能试验研究圆钢管含粗骨料超高性能混凝土承载力计算公式

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圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压性能研究

圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压性能研究

作者：秦玉娇东华理工大学

学位级别：硕士

圆钢管混凝土结构有着施工方便、承载力高、抗震性能良好等优点,在国内外的工程建设中有着广泛的应用。近些年,随着经济的增长,基础建设和城市化建设进入了高速发展时期,与此同时,也产生了以废弃混凝土为主的建筑垃圾,废弃混凝土再次利... 详细信息

圆钢管混凝土结构有着施工方便、承载力高、抗震性能良好等优点,在国内外的工程建设中有着广泛的应用。近些年,随着经济的增长,基础建设和城市化建设进入了高速发展时期,与此同时,也产生了以废弃混凝土为主的建筑垃圾,废弃混凝土再次利用既可使废弃混凝土变废为宝,也可以节省处理废弃混凝土的经费开支,并且减少天然骨料的消耗。但是再生混凝土的强度不高,限制了它的推广和应用,而锂渣作为一种固体工业废弃物,将其添加到再生混凝土中,可以弥补再生混凝土强度的不足,在一定程度上可以提高再生混凝土的力学性能。本文基于解决“两废”为出发点,对圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压性能进行研究。圆钢管锂渣再生混凝土柱与普通混凝土柱有所不同,它的核心是锂渣部分取代水泥,再生粗骨料部分取代天然粗骨料,改变核心混凝土的配合比。圆钢管锂渣再生混凝土柱结构在我国至今尚未应用,本文主要围绕圆钢管锂渣再生混凝土柱的轴压性能进行研究,为圆钢管锂渣再生混凝土柱在实际工程中的应用提供理论支持。主要工作如下:(1)本试验共设计29个试件,其中16个试件为圆钢管锂渣再生混凝土短柱,13个试件为圆钢管锂渣再生混凝土长柱。将锂渣取代率、再生粗骨料取代率和长径比作为3个变量因素,观察试件轴心受压的破坏过程和破坏形式,绘制荷载-位移和应力-应变曲线。得出结果为,随锂渣取代率的增加,极限承载力先增大后减小,在20%时承载力最好;再生粗骨料取代率越大,极限承载力越差;随长径比增加,极限承载力下降。(2)利用ABAQUS有限元软件建立圆钢管锂渣再生混凝土柱的轴压模型进行模拟,并与试验结果对比分析得出试件模拟变形部位和试验变形部位基本一致、极限承载力也较吻合,验证了有限元模型的合理性,为后续研究进行基础准备。(3)基于国内外的相关规范,考虑锂渣取代率、再生粗骨料取代率、长径比3个参数对试件极限承载力值的影响,初步提出改进后的圆钢管锂渣再生混凝土柱轴压极限承载力计算公式,并将计算结果与试验实测值进行对比分析,结果较为吻合。

关键词：圆钢管锂渣再生混凝土轴压

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圆钢管锂渣再生混凝土长柱力学性能研究

混凝土 2023年第6期 66-68,80页

作者：胡明华梁炯丰秦玉娇顾连胜东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

为了研究圆钢管锂渣再生混凝土长柱的力学性能,共设计了10根长柱试件进行试验研究。研究结果表明:再生混凝土取代粗骨料,随取代率的增加试件的力学性能降低,但是掺入锂渣可以弥补再生混凝土力学性能上的损失。且试件的性能随着锂渣取代... 详细信息

为了研究圆钢管锂渣再生混凝土长柱的力学性能,共设计了10根长柱试件进行试验研究。研究结果表明:再生混凝土取代粗骨料,随取代率的增加试件的力学性能降低,但是掺入锂渣可以弥补再生混凝土力学性能上的损失。且试件的性能随着锂渣取代率的增加,先增加后降低。随长细比的增加,极限承载力呈整体下降趋势。从整体看,锂渣和再生混凝土的掺入,试件表现出良好的刚度和延性。

关键词：圆钢管锂渣再生混凝土柱

圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

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混凝土 2022年第3期 53-56页

作者：吴华英梁炯丰刘大为江涛陈林杭萧钢构(江西)股份有限公司江西南昌330013 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

为了研究掺入钢纤维的圆钢管再生混凝土短柱的性能,考虑不同钢纤维掺量、不同再生混凝土取代率、不同混凝土强度等级三个因素,共设计了14个试件,对其进行轴压试验。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,试件的极限承载力提高;随着再生混... 详细信息

为了研究掺入钢纤维的圆钢管再生混凝土短柱的性能,考虑不同钢纤维掺量、不同再生混凝土取代率、不同混凝土强度等级三个因素,共设计了14个试件,对其进行轴压试验。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,试件的极限承载力提高;随着再生混凝土取代率的增加,试件的极限承载力降低;随着混凝土强度的增大,试件的极限承载力提高;其中混凝土强度对极限承载力影响最大,再生混凝土取代率的影响最小。

关键词：钢纤维再生混凝土短柱圆钢管

圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱轴压性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第3期40卷 247-253页

作者：戎芹曾宇声侯晓萌郑文忠菅伟哈尔滨理工大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土(RPC)短柱的轴压性能,完成了7根外径219～273 mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验,分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明:套箍系数ξ在0.63～0.88时,荷载-位移... 详细信息

为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土(RPC)短柱的轴压性能,完成了7根外径219～273 mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验,分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明:套箍系数ξ在0.63～0.88时,荷载-位移曲线在峰值荷载后出现下降段,短柱呈现剪切破坏模式;当ξ≥1时,在到达峰值荷载后,荷载下降幅度明显减小或出现回升趋势,短柱呈现腰鼓形破坏模式。在达到峰值荷载的85%之前,试件处于弹性阶段,钢管纵向应变大于横向应变;弹塑性阶段,钢管横向应变增加较快,其横向变形系数超过钢管的泊松比并逐渐增大,钢管对RPC的约束作用不断增强。随着混凝土抗压强度提高,其横向变形系数减小,钢管对核心区RPC约束效果降低。

关键词：圆钢管活性粉末混凝土轴压试验套箍系数荷载-变形曲线

圆钢管含铁尾矿砂活性粉末混凝土短柱轴压性能研究

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圆钢管含铁尾矿砂活性粉末混凝土短柱轴压性能研究

作者：游宇澄河北建筑工程学院

学位级别：硕士

现代建筑结构正朝着高层化、大跨化的方向发展,要求建筑结构具有良好的耐久性能,能够抵抗外界恶劣环境的影响。因此活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)和钢管混凝土(concrete-filled steel tube,简称CFST)应运而生。RPC... 详细信息

现代建筑结构正朝着高层化、大跨化的方向发展,要求建筑结构具有良好的耐久性能,能够抵抗外界恶劣环境的影响。因此活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)和钢管混凝土(concrete-filled steel tube,简称CFST)应运而生。RPC是由水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、高强度微细钢纤维、水等原材料生产的超高强增韧混凝土。RPC和钢管普通混凝土短柱在超高层建筑设计等领域具有广阔的应用前景。目前,国内外对钢管普通混凝土短柱的研究较多,但对圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的研究较少,对圆钢管与RPC之间的工作机理、破坏形式等研究还不够深入。本文主要研究圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的轴压性能。进行8根外径140～180 mm的圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的轴压性能试验研究,分析了套箍系数、养护方式对轴压试件的破坏形态、荷载-位移曲线及荷载-应变曲线的影响,推导出圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱极限承载力的计算公式。对圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱受压性能的综合研究具有一定的理论价值和实用价值。主要研究结论如下:(1)圆钢管含铁尾矿砂RPC轴压短柱破坏形态为:当套箍系数ξ在0.601～0.953之间时,为剪切形破坏;当ξ>1时,为腰鼓形破坏。圆钢管含铁尾矿砂RPC轴压短柱的荷载-位移曲线分为弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降阶段和承载力上升阶段。部分试件没有承载力下降阶段会直接进入承载力持平阶段或上升阶段。(2)养护方式对圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的承载力有显著影响,高温蒸汽养护能提高12.29%～14.26%的承载力。(3)利用有限元分析软件ABAQUS,建立圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的有限元模型。将模型试验所得破坏形态、荷载-应变曲线、极限承载力与试验结果进行对比,论证了模型计算结果的可靠性。同时分析了套箍系数对试件轴压性能的影响。(4)提出圆钢管含铁尾矿砂RPC短柱的承载力计算公式。将极限承载力数据进行对比,得出对于外径不大于300mm的试件,当套箍系数在0.057～2.160之间时,拟合公式适用性较好。

关键词：圆钢管铁尾矿砂活性粉末混凝土轴压性能套箍系数数值模拟

高温后圆钢管再生混凝土界面黏结滑移性能及本构方程研究

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工程力学 2021年第10期38卷 119-133页

作者：贾恒瑞陈宗平陈俊睿广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为了揭示高温作用后钢管再生混凝土的界面黏结性能,以试件的最高经历温度(T)、再生粗骨料取代率(γ)为变化参数,设计并完成了20个高温后试件的静力推出试验。通过试验观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了试件加载端和自由端的荷载滑... 详细信息

为了揭示高温作用后钢管再生混凝土的界面黏结性能,以试件的最高经历温度(T)、再生粗骨料取代率(γ)为变化参数,设计并完成了20个高温后试件的静力推出试验。通过试验观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了试件加载端和自由端的荷载滑移曲线,分析了各变化参数对界面黏结性能及黏结损伤演变过程的影响规律,并提出了高温后钢管再生混凝土的界面黏结强度计算方法及黏结滑移本构方程。结果表明:荷载-滑移曲线的形态可以分为T≤400℃和T=600℃两类,加载端和自由端的曲线形态相似但加载端的初始滑移发生得相对较早;界面黏结性能整体上与钢管普通混凝土相差不大(各取代率下性能差值的均值在11%以内);界面黏结强度随经历温度和再生粗骨料取代率的升高呈现先减小后增大的变化趋势;随着经历温度的升高,界面黏结抗剪刚度先减小后增大再减小,界面黏结耗能能力则逐渐增大;随着再生粗骨料取代率的升高,界面黏结抗剪刚度和耗能能力均呈现先增大后减小再增大的变化趋势;界面黏结损伤发生的早晚随经历温度的升高呈现先提早而后变晚的变化规律,而再生粗骨料取代率对其影响不大;界面黏结损伤发展速度随经历温度和再生粗骨料取代率的升高呈现先增大后减小的变化趋势。

关键词：再生混凝土圆钢管高温试验黏结强度滑移性能本构方程