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国内外对无缝不锈钢管集中研究

国内外对无缝不锈钢管集中研究      不锈钢管海砂混凝土结构优点突出,不仅解决了河砂资源短缺、普通钢管混凝土耐久性差的问题,而且继承了普通钢管混凝土承载力高、抗震性能优越等结构优点。目前,国内外关于不锈钢管混凝土构件的偏拉力学性能研究还未曾报道过,也没有可参考的相关规范。但不锈钢管海砂混凝土发展与应用具有广阔的前景,因此研究不锈钢管海砂混凝土具有重要的工程意义。本文将理论和试验两部分相结合,深入细致的研究了圆不锈钢管海砂混凝土构件轴拉,偏拉作用下的力学性能,工作机理和参数分析。不锈钢管海砂混凝土结合了不锈钢和海砂两种材料的优点,既解决了河砂资源短缺、普通钢管混凝土耐久性差的问题,又充分继承了普通钢管混凝土承载力高、强度高、抗震性能优越、耐高温性能突出以及韧性与塑性好等结构优点。目前,国内外关于不锈钢管混凝土纯弯试件的研究主要集中在河砂混凝土和再生混凝土方面,而关于不锈钢管海砂混凝土纯弯力学性能的研究还未曾报道过,也没有可参考的相关规范。以下几个方面是本次试验开展的工作具体,包括:1、对国内外关于不锈钢和海砂混凝土以及(不锈)钢管混凝土的力学性能的试验和理论研究进行了综述。2、进行了 4根空钢管构件和30根不锈钢管海砂混凝土构件的受拉试验研究,试验主要考察荷载偏心距、截面含钢率、混凝土类型对构件受拉作用下的影响规律,主要包括各参数对圆不锈钢管混凝土构件的抗拉极限承载力,荷载(N)-位移(△)关系曲线,弯矩(M)-应变(θ)关系曲线,荷载(N)-应变(ε)关系曲线。在此基础上,将试验得到的结果与国家规范(GB50936-2014)、福建省地方规范(DBJ/T13-51-2010)、欧洲规范(EC4-2005)、美国规范(AISC-2010)进行了对比,探讨了现有规范计算不锈钢管混凝土受拉构件的承载力的可行性。3、在确定(不锈)钢材和核心混凝土的本构关系的基础上,利用有限元软件建立了圆(不锈)钢管混凝土构件在偏拉作用下的有限元分析模型。并利用试验获得的受拉构件的破坏形态、荷载-应变关系曲线和承载力验证该模型有效性。4、利用经过试验结果验证准确的有限元模型,对试验典型构件的破坏模态,荷载(N)-应变(ε)关系曲线以及混凝土中截面应力云图进行了机理分析,并选取了几个典型参数进行了参数分析。但从未来建筑的发展需求来看,不锈钢管海砂混凝土发展与应用具有广阔的前景,因此研究不锈钢管海砂混凝土具有重要的工程意义。本文从试验和理论两方面对不锈钢管海砂混凝土纯弯力学性能进行系统深入的研究分析。本文开展的具体工作有以下几个方面:1、综述了不锈钢管海砂混凝土的发展历程,概括了国内外关于本文相关课题的研究现状,阐明了本文的研究目的和开展的研究内容。2、以截面形式、混凝土类型和剪跨比为主要参数,进行了 24个不锈钢管混凝土纯弯力学试验研究。分析了各试验参数对不锈钢管海砂混凝土的荷载与变形关系曲线、抗弯承载力和抗弯刚度的影响规律。并对比分析了各规范计算的抗弯承载力、初始抗弯刚度和使用阶段抗弯刚度与试验结果的差异。3、基于有限元软件建立了可用于不锈钢管海砂混凝土纯弯作用下的有限元分析模型,有限元模型的计算结果和试验结果吻合良好。4、利用有限元模型对不锈钢管海砂混凝土和普通钢管混凝土进行了工作机理分析和参数分析,明晰了荷载与变形曲线以及不锈(钢管)和核心混凝土之间接触应力的差异以及各参数对其的影响规律。

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