方形中空夾層鋼管再生塊體混合短柱軸壓性能試驗研究.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)點的同時，又有自重輕、截面展開、抗彎剛度大等新特點。從建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會這一國家戰(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，對方形中空夾層鋼管混凝土短柱采用了試驗與理論相結(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12個薄壁方形鋼管再生塊體混合短柱進行了單調(diào)軸壓加載下的試驗研究，考察各主要參數(shù)對試件力學(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，試件表面產(chǎn)生連續(xù)的鼓曲破壞,寬厚比為

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

4、慮了由于薄壁方形鋼管發(fā)生局部屈曲破壞對構(gòu)件極限承載能力的不利影響，對本文試驗數(shù)據(jù)進行分析回歸，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式，計算結(jié)果與試驗結(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)果與試驗結(jié)果吻合良好，證明了