钢筋陶粒混凝土受压构件受力性能研究

论文摘要

随着国家对建筑节能要求的提高,轻骨料混凝土凭借其轻质高强、保温隔热、耐火抗震等优良性能,备受关注。本文针对目前结构工程上保温隔热性能良好的一种轻骨料——页岩陶粒展开研究,对页岩陶粒混凝土受压构件进行了试验研究和理论分析。1.对19根不同长细比的矩形截面钢筋陶粒混凝土柱（8根短柱,11根长柱）进行了轴心受压、偏心受压试验。通过试验,了解了钢筋陶粒混凝土柱的破坏形态,得到了钢筋陶粒混凝土柱的正截面承载力与长细比、偏心距及纵筋强度的关系。承载力实测值与规范计算值基本相符或高于规范值,说明利用《轻骨料结构设计规程》（JGJ 12-2006）设计页岩陶粒混凝土受压构件,有足够的安全储备。2.由于两端铰支柱的试验难度较大,对试验装置进行了改进。将柱顶柱底的刀口式支座改为由钢板制作的刚性垫块支座,这样减小了对柱端部的应力集中,有效地防止柱因柱顶柱底处的局部破坏而降低甚至丧失承载力。3.采用能量法推导了一端固定一端铰支柱的挠度公式。计算结果表明此公式可以更好地描述柱子在两端钢板约束下的挠曲变形,只是各级荷载下的具体挠度值有所差别。4.采用ANSYS软件对钢筋陶粒混凝土柱进行了非线性有限元分析。有限元计算结果与实测结果吻合,说明了所建立的有限元模型的正确性,可以在此基础上进行更深入的研究。5.在用ANSYS分析过程中,添加了一组各参数相同的普通混凝土偏心受压长柱作为对比构件,研究了钢筋陶粒混凝土偏心受压柱和普通混凝土偏心受压柱的挠曲变形。计算结果表明,荷载较小时,钢筋陶粒混凝土长柱的变形与普通混凝土相当,随着荷载的增大,陶粒混凝土长柱的变形明显大于普通混凝土;而且小偏心受压的这种差别大于大偏心受压时。这说明陶粒混凝土的变形能力大于普通混凝土,能够更好地抵抗大变形的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 轻骨料混凝土的发展现状
• 1.2 轻骨料混凝土的基本性能
• 1.3 轻骨料混凝土受压构件的研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 钢筋陶粒混凝土受压构件试验研究
• 2.1 试件制作
• 2.2 试验步骤
• 2.3 钢筋陶粒混凝土短柱受压试验及分析
• 2.4 钢筋陶粒混凝土长柱受压试验及分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 钢筋陶粒混凝土受压构件正截面承载力研究及挠度分析
• 3.1 钢筋陶粒混凝土受压构件的破坏形态及特点
• 3.2 正截面承载力计算的基本假定
• 3.3 钢筋陶粒混凝土受压柱的正截面承载力分析
• 3.4 钢筋陶粒混凝土受压长柱的挠度分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 钢筋陶粒混凝土受压构件的非线性有限元分析
• 4.1 ANSYS有限元程序
• 4.2 ANSYS有限元结构分析基本理论
• 4.3 钢筋陶粒混凝土柱有限元模型的建立
• 4.4 钢筋陶粒混凝土短柱非线性分析
• 4.5 钢筋陶粒混凝土长柱非线性分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录）