方形中空夾層鋼管再生塊體混合短柱軸壓性能試驗(yàn)研究.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土柱是近些年學(xué)者研究的一種新型鋼管混凝土，具有普通鋼管混凝土柱優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又有自重輕、截面展開、抗彎剛度大等新特點(diǎn)。從建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)這一國(guó)家戰(zhàn)略背景出發(fā)，基于華南理工大學(xué)和本校在廢棄混凝土構(gòu)件的回收再利用問題上對(duì)鋼管再生塊體混合構(gòu)件的初步研究，本文結(jié)合廢棄混凝土構(gòu)件再利用問題和薄壁方形中空夾層鋼管這一新型結(jié)構(gòu)形式，對(duì)方形中空夾層鋼管混凝土短柱采用了試驗(yàn)與理論相結(jié)合的方法，研究了其軸心受壓性能。具體開展了以

2、下幾方面的工作：
　　(1)綜述了鋼管再生塊體混合構(gòu)件和中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，論證了薄壁方形中空夾層鋼管再生塊體混合柱的合理性。
　　(2)分別以寬厚比、空心率、再生塊體取代率等為主要變化參數(shù)，對(duì)12個(gè)薄壁方形鋼管再生塊體混合短柱進(jìn)行了單調(diào)軸壓加載下的試驗(yàn)研究，考察各主要參數(shù)對(duì)試件力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：所有試件表現(xiàn)出較好的延性和后期承載能力。寬厚比為72時(shí)，試件表面產(chǎn)生連續(xù)的鼓曲破壞,寬厚比為

3、120時(shí)，試件表面產(chǎn)生局部屈曲破壞；混合比相同時(shí)，寬厚比為72方形中空夾層鋼管混凝土試件與方形實(shí)心鋼管混凝土試件的軸壓承載力接近,混合比為0時(shí)，方形中空夾層鋼管混凝土試件寬厚比為120時(shí)比相同尺寸方形實(shí)心鋼管混凝土試件承載力提高16％；當(dāng)新、舊混凝土抗壓強(qiáng)度相近，混合比25%時(shí)寬厚比為120的薄壁方形中空夾層鋼管混凝土試件的軸壓承載力比薄壁方形實(shí)心鋼管混凝土試件提高18.8%。
　　(3)基于現(xiàn)有規(guī)范的計(jì)算公式，采用有效寬度法，考

4、慮了由于薄壁方形鋼管發(fā)生局部屈曲破壞對(duì)構(gòu)件極限承載能力的不利影響，對(duì)本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析回歸，推出薄壁方形中空夾層鋼管再生塊體混合短柱的軸壓承載力表達(dá)式，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　　(4)考慮材料的非線性和幾何非線性，利用大型有限元分析軟件ANSYS10.0，通過合理的建模、網(wǎng)格劃分和加載方式，模擬方形中空夾層鋼管混凝土短柱軸心受壓試驗(yàn)的全過程，得出薄壁方形中空夾層鋼管混凝土柱的極限承載力，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，證明了