不锈钢管混凝土粘结性能及在长期和在作用下力学性能研究

论文摘要

不锈钢管混凝土除具备普通钢管混凝土的基本力学性能外，还具有很好的耐久性，可大大降低结构后期的维护费用。目前国内外对不锈钢管混凝土的力学性能研究都才刚刚起步。本文对不锈钢管混凝土的界面粘结性能和在长期荷载作用下的力学性能进行研究，具体进行了以下几方面工作：1、综述了国内外关于不锈钢管混凝土的研究现状，钢管混凝土界面粘结性能的研究现状及在长期荷载作用下的力学性能的研究现状，指出了需要进一步开展研究的工作内容，说明了本文采用的研究方法和研究内容。2、不锈钢管混凝土的粘结性能：试验方面：进行了10根试件的试验研究，其中包括普通圆形钢管混凝土和方形钢管混凝土对比试件。试验的主要参数：不同混凝土强度等级、核心混凝土为普通自密实混凝土或再生自密实混凝土、普通钢管和不锈钢管及不锈钢内表面的光滑程度。有限元分析方面：在推出试验的基础上进行有限元ABAQUS建模模拟，分析提供不锈钢管混凝土界面粘结的各个组成部分，同时分析模型中涉及参数对极限粘结力的影响，通过拟合给出计算公式。3、长期荷载作用下不锈钢管混凝土的力学性能研究：进行了14根试件的试验研究，其中包括4根收缩试验试件，6根徐变试验试件和4根用于测定轴压承载力的试件。之后研究了长期荷载作用对试件极限承载力的影响。通过对现有的模型进行计算比较，建议了不锈钢管混凝土中核心混凝土的收缩计算方法以及不锈钢管混凝土的徐变计算方法；通过有限元软件ABAQUS进行建模，模拟长期荷载作用下对不锈钢管混凝土极限承载力的影响，并进行了必要的参数分析。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 钢管混凝土的特点
• 1.2 材料
• 1.2.1 不锈钢
• 1.2.2 再生混凝土
• 1.3 钢管混凝土的界面粘结性能
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.3.3 研究内容和方法
• 1.4 钢管混凝土在长期荷载作用下力学性能
• 1.4.1 收缩和徐变
• 1.4.2 长期荷载作用对钢管混凝土极限承载力的影响
• 第二章 不锈钢管混凝土的粘结性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验概况
• 2.2.1 材料特性
• 2.2.2 试件制作
• 2.2.3 试验装置及加载制度
• 2.3 试验情况
• 2.3.1 试验现象
• 2.3.2 加载端的荷载-滑移曲线及分析
• 2.3.3 推出试验试件柱底自由端荷载-滑移曲线及特征
• 2.3.4 推出试验钢管外表面的应变分布规律
• 2.3.5 推出试验不锈钢钢管外表面应力分布规律
• 2.4 有限元法
• 2.4.1 不锈钢本构关系
• 2.4.2 混凝土本构关系
• 2.4.3 钢管和混凝土之间界面接触模型
• 2.4.4 边界条件及单元类型选取
• 2.4.5 单元网格划分
• 2.4.6 模型可靠性分析
• 2.4.7 机理分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 不锈钢管混凝土在长期荷载作用下性能研究
• 3.1 引言
• 3.3 收缩试验
• 3.3.1 试验部分
• 3.3.2 试验结果
• 3.3.3 试验分析
• 3.4 核心混凝土收缩变形计算模型
• 3.5 徐变试验
• 3.5.1 试验方案
• 3.5.2 所加荷载值确定
• 3.5.3 试件制作
• 3.5.4 徐变试验装置和试验方法
• 3.5.5 徐变试验结果及分析
• 3.6 混凝土徐变的基本理论
• 3.6.1 徐变机理
• 3.6.2 徐变计算模型
• 3.6.3 长期荷载作用下混凝土的本构关系模型
• 3.7 不锈钢管混凝土徐变数值计算
• 3.7.1 计算方法
• 3.7.2 计算结果与分析
• 3.7.3 参数分析
• 3.8 长期荷载作用下对试件承载力影响研究
• 3.8.1 试验研究
• 3.8.2 有限元模拟
• 3.8.3 参数分析
• 3.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历