鋼管特種混凝土柱性能的研究.pdf

1、本文進(jìn)行了鋼管特種混凝土柱性能的研究。鋼管特種混凝土是指有別于鋼管普通混凝土的一種特殊的鋼管混凝土。本文中提到的鋼管特種混凝土主要包括鋼管再生混凝土與鋼管海砂混凝土。這里的海砂混凝土并不是采用真實的海砂,而是采用模擬的海砂,主要是通過將氯化鈉摻加進(jìn)水中,用這樣摻加氯化鈉的水配制的混凝土就稱之為海砂混凝土。再生混凝土以及海砂混凝土的性質(zhì)與普通混凝土的性質(zhì)存在差別,把再生混凝土和海砂混凝土澆筑進(jìn)鋼管之后就得到了鋼管再生混凝土和鋼管海砂混凝土

2、,這兩種鋼管特種混凝土的性質(zhì)與目前工程中大量用到的鋼管普通混凝土性質(zhì)必然會有所差別。本文著重研究了這兩種鋼管特種混凝土的特性,主要的工作包括以下這些內(nèi)容:
　　(1)建立了一個新的損傷模型來研究鋼管再生混凝土,通過與本課題組及其他研究者的試驗對比表明,可以用該損傷模型來描述鋼管再生混凝土與鋼管普通混凝土的差異,這個損傷模型也能描述再生混凝土與普通混凝土的差異。本文通過研究表明再生混凝土的膨脹角可以取與普通混凝土相同的膨脹角。

3、>　　(2)根據(jù)再生混凝土的三軸本構(gòu)試驗結(jié)果以及極限平衡理論,推導(dǎo)出鋼管再生混凝土柱的抗壓強度計算公式可以直接采用鋼管普通混凝土的。在鋼管再生混凝土長柱穩(wěn)定系數(shù)的計算中引入損傷度的概念,根據(jù)穩(wěn)定系數(shù)以及強度計算公式可以得到了鋼管再生混凝土柱的承載力計算公式。從與本課題組試驗以及其他學(xué)者的軸壓試驗對比來看,本文提出的鋼管再生混凝土短柱和鋼管再生混凝土長柱的軸壓承載力計算公式適用性較好。
　　(3)提出了鋼管再生混凝土和鋼管普通混凝土

4、完全統(tǒng)一的平均溫度場計算公式,用該公式對20組算例進(jìn)行了計算,還用有限元進(jìn)行了模擬,二者結(jié)果非常接近。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)本文提出的常溫下鋼管再生混凝土承載力計算公式,本文又提出了鋼管再生混凝土在高溫下軸壓承載力的計算公式?？紤]到目前還缺少再生混凝土高溫力學(xué)的試驗研究數(shù)據(jù),因此本文又基于熱量等效的原理提出了另外一種火災(zāi)下鋼管再生混凝土軸壓承載力的計算方法,這種計算方法也完全適用于鋼管普通混凝土。將熱量等效方法與其他學(xué)者的試驗進(jìn)行了對比,還將

5、熱量等效方法與其他研究者提出的另外一種方法做了對比,對比結(jié)果表明,熱量等效的方法適用性較好。相比于課題組之前提出的方法,熱量等效法最大的優(yōu)點就在于它可以完全不采用高溫下材料的力學(xué)性質(zhì),而僅僅采用材料常溫下的力學(xué)性質(zhì)就能得到鋼管再生混凝土和鋼管普通混凝土在一定的受火時間后的軸壓承載力。
　　(4)進(jìn)行空心鋼管再生混凝土長柱的軸壓承載力試驗,試驗表明,空心鋼管再生長柱的軸壓承載力是要低于空心鋼管普通混凝土的軸壓承載力。首次進(jìn)行了鋼管再

6、生混凝土柱的抗火試驗,試驗表明,鋼管普通混凝土的耐火性能相比于鋼管再生混凝土的耐火性能要差一些。有限元模擬的抗火時間與試驗得到的抗火時間基本接近。這些試驗彌補了相關(guān)實驗研究的不足,并能從試驗角度進(jìn)一步驗證本文提出的理論公式的正確性和適用性。
　　(5)進(jìn)行了實心和空心鋼管海砂混凝土的耐久性試驗,測試了它們的腐蝕電流密度?？招匿摴芎Ｉ盎炷恋母g電流密度要遠(yuǎn)高于實心鋼管海砂混凝土的腐蝕電流密度。建議在空心鋼管混凝土中不采用海砂與鋼管