圓鋼管鋼渣混凝土柱靜力性能試驗研究與理論分析

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2、包含為獲得安徽工業(yè)大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料一。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中做了明確的說明并表示了謝意。簽名日期－’。：７ＷＣ４關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解安徽工業(yè)大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱；學?？桑崳姴颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。，保密的論文在解密后應遵循此規(guī)定—ｉＸ簽名導以幣簽名了曰期；２ｏ＼＾ｓ＾．＾安徽工業(yè)大學碩士學位論文論文題目：圓鋼管鋼渣混凝土柱靜力性能試驗研究與

3、理論分析ExperimentalStudyandTheoreticalAnalysisonStaticPerformanceoftheSteelSlagConcrete-FilledCircularSteelTube作者：徐琳學院：建筑工程學院指導教師：于峰單位：建筑工程學院協(xié)助指導教師：單位：單位：論文提交日期：2015年05月30日學位授予單位：安徽工業(yè)大學安徽馬鞍山243002摘要摘要鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高、延性好和施工方便等優(yōu)點，已被廣泛的運用于實際工程。但核心混凝土在硬化過程中將產(chǎn)生體積收縮，導致鋼管與核心混凝土之間粘結(jié)力降低，嚴重影響鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和

4、耐久性。鋼渣具有一定的硬度和活性，將鋼渣代替天然細骨料拌制鋼渣膨脹混凝土，并填入鋼管中形成鋼管鋼渣混凝土，不僅能充分發(fā)揮兩種材料優(yōu)點，且促進固體廢棄物的再利用，降低工程造價，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。因此，本文對圓鋼管鋼渣混凝土柱靜力性能進行試驗研究與理論分析，主要包括以下幾方面內(nèi)容：開展軸壓圓鋼管鋼渣混凝土柱力學性能試驗研究，分析長徑比、徑厚比和鋼渣混凝土膨脹率對圓鋼管鋼渣混凝土柱破壞形態(tài)、承載力、變形能力、剛度及應力-應變關(guān)系曲線的影響，試驗結(jié)果表明，軸壓短柱發(fā)生受壓屈曲破壞，軸壓中長柱發(fā)生壓彎屈曲破壞。隨著長徑比增大，試件承載力和極限壓應變逐漸降低，承載力提高幅度逐漸

5、增大，剛度退化和應變增長速度逐漸加快。隨著徑厚比增大，試件承載力和極限壓應變逐漸降低，剛度退化速度逐漸加快，應變增長速度逐漸減慢。與膨脹率為-3.5×10-4的試件相比，膨脹率為2.8×10-4的試件承載力提高幅度和極限壓應變較大，剛度退化速度較慢，應力-應變關(guān)系曲線彈性階段較長。開展偏壓圓鋼管鋼渣混凝土柱力學性能試驗研究，分析長徑比、偏心距和鋼渣混凝土膨脹率對偏壓圓鋼管鋼渣混凝土柱破壞形態(tài)、承載力、延性、剛度及荷載-位移相關(guān)曲線的影響，試驗結(jié)果表明，偏壓短柱主要發(fā)生壓彎屈曲破壞，偏壓長柱主要發(fā)生彈塑性失穩(wěn)破壞。隨著長徑比增大，偏壓試件承載力和延性系數(shù)逐漸降低，承載力提高幅

6、度逐漸增大，剛度退化和撓度增長速度逐漸加快。隨著偏心距增大，偏壓試件承載力和延性系數(shù)逐漸減小，剛度退化和撓度增長速度逐漸加快。與膨脹率為-3.5×10-4的試件相比，膨脹率為2.8×10-4的偏壓試件極限承載力提高幅度和延性系數(shù)較大，剛度退化速度較慢，荷載-位移相關(guān)曲線彈性階段較長。在試驗研究的基礎(chǔ)上，考慮鋼管與鋼渣混凝土之間自應力的影響，引入鋼渣混凝土強度增強系數(shù)，推導軸壓和偏壓荷載作用下圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱承載力和變形計算公式，并提出相關(guān)簡化計算公式。在選取材料合適的應力-應變關(guān)系模型的基礎(chǔ)上，利用纖維模型法，編制MATLAB程序，對圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱進行全過程分

7、析。在此基礎(chǔ)上，探討鋼渣混凝土強度等級、鋼材屈服強度、含鋼率和軸壓比對圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱應力-應變關(guān)系、荷載-撓度關(guān)系和彎矩-曲率關(guān)系的影響，建立圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱的應力-應變關(guān)系模型、荷載-撓度關(guān)系模型和彎矩-曲率關(guān)系模型。I圓鋼管鋼渣混凝土柱靜力性能試驗研究與理論分析在選取材料合適的應力-應變關(guān)系模型基礎(chǔ)上，利用非線性有限元軟件ABAQUS，建立圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱有限元分析模型。在此基礎(chǔ)上，探討鋼渣混凝土強度等級、鋼材屈服強度、含鋼率等因素對圓鋼管鋼渣膨脹混凝土柱應力-應變關(guān)系、荷載-撓度關(guān)系和彎矩