鋼管混凝土構(gòu)件沖擊性能研究

結(jié)合我國(guó)目前常用的鋼管砼材料，以圓形鋼管砼為對(duì)象，開展側(cè)向撞擊試驗(yàn)、靜載破壞對(duì)比試驗(yàn)、撞擊有限元分析和塑性動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化理論分析，利用落錘裝置實(shí)現(xiàn)沖擊加載，完成平頭及楔形體撞擊物對(duì)鋼管砼的側(cè)向沖擊試驗(yàn)研究。記錄沖擊力的時(shí)程曲線，測(cè)量鋼管砼的整體變形、撞擊點(diǎn)的局部變形及動(dòng)態(tài)應(yīng)變，觀察其破壞特征，調(diào)整各種試驗(yàn)參數(shù)以尋求臨界破壞能量和沖擊抗力。分析鋼管砼在側(cè)向沖擊下的損傷和破壞機(jī)理及各種因素對(duì)其影響，建立合

采用有限元法對(duì)高溫上鋼管混凝土構(gòu)件截面的溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，提出了高溫下鋼材和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及其與溫度之間的關(guān)系。采用數(shù)值方法計(jì)算了火災(zāi)下鋼管混凝土軸壓和偏壓構(gòu)件荷載與變形之間的關(guān)系、以及與火災(zāi)持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系，分析了各參數(shù)，如鋼材和混凝土的強(qiáng)度、構(gòu)件截面含鋼率、荷載偏心率及構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比等對(duì)鋼管高強(qiáng)度混凝土耐火極限的影響。最后，提出鋼管混凝土耐火極限及防火保護(hù)層厚度的簡(jiǎn)化計(jì)算公式，可供實(shí)際工程設(shè)計(jì)參考。本項(xiàng)目的研究成果也可為國(guó)家制定鋼管混凝土防火方面的設(shè)計(jì)規(guī)程提供參考。 2100433B

鋼管對(duì)核心混凝土的有效約束，是鋼管混凝土構(gòu)件具有良好承載性能的內(nèi)在機(jī)制。粉煤灰混凝土具有增強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等多方面的優(yōu)點(diǎn)。高參量粉煤灰混凝土填充鋼管構(gòu)件，由于鋼管的約束，核心混凝土三向受壓，其強(qiáng)度和延性得到可靠的保證。在摻入適當(dāng)適量復(fù)合激發(fā)劑和減水劑的條件下，甚至用粉煤灰完全替代水泥作為膠凝材料的鋼管混凝土構(gòu)件也具有良好的承載性能。本課題在粉煤灰混凝土材料和鋼管混凝土構(gòu)件研究成果的基礎(chǔ)上，通過材料設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)、顯微結(jié)構(gòu)分析和理論模型推導(dǎo)，對(duì)高摻量低品質(zhì)粉煤灰及其填充空鋼管短柱的受力性能開展研究，探討粉煤灰混凝土在鋼管約束下的強(qiáng)度變化規(guī)律，研究圓、方形截面短柱承載性能隨著粉煤灰參量不同的變化規(guī)律，給出組合截面的最優(yōu)含鋼率和核心粉煤灰混凝土的最優(yōu)配比，確定鋼管粉煤灰混凝土截面的合理設(shè)計(jì)和承載力的計(jì)算方法。本研究提供了鋼管混凝土材料設(shè)計(jì)的一種新方案，將促進(jìn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。