考虑龄期影响的钢管高性能混凝土长期性能研究

论文摘要

由于钢管混凝土具有承载力高、塑性和延性好、施工方便等诸多优点,而高性能混凝土具有高流态、微膨胀、早期强度高等特点,因而钢管高性能混凝土近年来在钢管混凝土拱桥中得到广泛应用。随着受载时间的增加,钢管混凝土拱肋中处于受压状态的核心混凝土产生收缩徐变变形,导致钢管混凝土拱桥拱肋竖向位移增加、钢管混凝土截面内力重分布、钢管与核心混凝土脱空等现象,因此开展钢管高性能混凝土在长期荷载作用下徐变性能的试验研究和理论分析对钢管混凝土拱桥的设计和维护具有重要的理论意义和实用价值。本文首先总结了国内外钢管混凝土构件徐变的理论和试验研究成果,并从理论角度对一些典型收缩徐变预测模型进行了对比分析。同时,以龄期调整有效模量法(AAEM)作为计算理论,推导了钢管混凝土轴压构件在长期荷载作用下的变形计算公式,用典型的收缩徐变模型对收集到的国内外钢管混凝土徐变试验结果进行比较分析,得到了适合于钢管混凝土徐变分析的计算模型。另外,进行了6个不同加载龄期的中低轴压比圆钢管高性能混凝土轴压短柱在长期荷载作用下的力学性能试验研究,结合EC2徐变计算模型对钢管高性能混凝土轴压短柱进行了参数分析,研究了加载龄期、含钢率、轴压比和核心混凝土强度等主要参数对其徐变系数的影响规律。在长期荷载试验结束后对试件进行了极限承载力试验,研究了徐变对构件极限承载力的影响。研究表明加载龄期对圆钢管高性能混凝土轴压构件的徐变终值有显著影响,用EC2模型计算构件的收缩徐变变形能够得到较为精确的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢管混凝土的特点及应用概述
• 1.1.1 钢管混凝土的特点
• 1.1.2 钢管混凝土在拱桥中的应用
• 1.2 混凝土徐变理论
• 1.2.1 徐变的影响因素
• 1.2.2 徐变机理
• 1.2.3 徐变系数及其估算方法
• 1.2.4 徐变计算理论和方法
• 1.3 钢管混凝土徐变的研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.3.3 各国规范对钢管混凝土徐变的规定
• 1.4 研究的目的和意义
• 1.5 研究方案与内容
• 第2章 混凝土收缩徐变模型
• 2.1 引言
• 2.2 CEB-FIP Mode Code90（MC90）模型
• 2.2.1 徐变系数计算公式
• 2.2.2 收缩应变计算公式
• 2.3 Eurocode 2（EC2）模型
• 2.3.1 徐变系数计算公式
• 2.3.2 收缩应变计算公式
• 2.4 Association Francaise de Recherches et d'Essais Materiaux（AFREM）模型
• 2.4.1 收缩应变计算公式
• 2.4.2 徐变系数计算公式
• 2.5 ACI 209（1992）模型
• 2.5.1 徐变系数计算公式
• 2.5.2 收缩应变计算公式
• 2.6 B3 模型
• 2.6.1 收缩应变计算公式
• 2.6.2 徐变系数计算公式
• 2.7 典型收缩徐变模型影响因素比较
• 2.8 本章小结
• 第3章 基于龄期调整有效模量法的混凝土典型徐变模型对比分析
• 3.1 引言
• 3.2 龄期调整有效模量法
• 3.2.1 龄期调整有效模量法的基本公式
• 3.2.2 长期荷载作用下核心混凝土的应变
• 3.3 理论徐变曲线与徐变试验对比研究
• 3.3.1 矩形钢管混凝土构件徐变试验
• 3.3.2 圆钢管混凝土构件徐变试验
• 3.4 本章小结
• 第4章 钢管高性能混凝土轴压构件长期性能试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 徐变试验设计
• 4.2.1 试验目的
• 4.2.2 试验方案
• 4.2.3 试验加载装置和测量装置
• 4.2.4 试件的制作和加载
• 4.3 徐变试验结果及分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 基于试验曲线的理论分析
• 4.3.3 参数分析
• 4.4 长期荷载作用后试件轴压承载力试验研究
• 4.4.1 试验装置和试验方法
• 4.4.2 试验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢