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      國內外對無縫不銹鋼管集中研究

      國內外對無縫不銹鋼管集中研究      不銹鋼管海砂混凝土結構優點突出,不僅解決了河砂資源短缺、普通鋼管混凝土耐久性差的問題,而且繼承了普通鋼管混凝土承載力高、抗震性能優越等結構優點。目前,國內外關于不銹鋼管混凝土構件的偏拉力學性能研究還未曾報道過,也沒有可參考的相關規范。但不銹鋼管海砂混凝土發展與應用具有廣闊的前景,因此研究不銹鋼管海砂混凝土具有重要的工程意義。本文將理論和試驗兩部分相結合,深入細致的研究了圓不銹鋼管海砂混凝土構件軸拉,偏拉作用下的力學性能,工作機理和參數分析。不銹鋼管海砂混凝土結合了不銹鋼和海砂兩種材料的優點,既解決了河砂資源短缺、普通鋼管混凝土耐久性差的問題,又充分繼承了普通鋼管混凝土承載力高、強度高、抗震性能優越、耐高溫性能突出以及韌性與塑性好等結構優點。目前,國內外關于不銹鋼管混凝土純彎試件的研究主要集中在河砂混凝土和再生混凝土方面,而關于不銹鋼管海砂混凝土純彎力學性能的研究還未曾報道過,也沒有可參考的相關規范。以下幾個方面是本次試驗開展的工作具體,包括:1、對國內外關于不銹鋼和海砂混凝土以及(不銹)鋼管混凝土的力學性能的試驗和理論研究進行了綜述。2、進行了 4根空鋼管構件和30根不銹鋼管海砂混凝土構件的受拉試驗研究,試驗主要考察荷載偏心距、截面含鋼率、混凝土類型對構件受拉作用下的影響規律,主要包括各參數對圓不銹鋼管混凝土構件的抗拉極限承載力,荷載(N)-位移(△)關系曲線,彎矩(M)-應變(θ)關系曲線,荷載(N)-應變(ε)關系曲線。在此基礎上,將試驗得到的結果與國家規范(GB50936-2014)、福建省地方規范(DBJ/T13-51-2010)、歐洲規范(EC4-2005)、美國規范(AISC-2010)進行了對比,探討了現有規范計算不銹鋼管混凝土受拉構件的承載力的可行性。3、在確定(不銹)鋼材和核心混凝土的本構關系的基礎上,利用有限元軟件建立了圓(不銹)鋼管混凝土構件在偏拉作用下的有限元分析模型。并利用試驗獲得的受拉構件的破壞形態、荷載-應變關系曲線和承載力驗證該模型有效性。4、利用經過試驗結果驗證準確的有限元模型,對試驗典型構件的破壞模態,荷載(N)-應變(ε)關系曲線以及混凝土中截面應力云圖進行了機理分析,并選取了幾個典型參數進行了參數分析。但從未來建筑的發展需求來看,不銹鋼管海砂混凝土發展與應用具有廣闊的前景,因此研究不銹鋼管海砂混凝土具有重要的工程意義。本文從試驗和理論兩方面對不銹鋼管海砂混凝土純彎力學性能進行系統深入的研究分析。本文開展的具體工作有以下幾個方面:1、綜述了不銹鋼管海砂混凝土的發展歷程,概括了國內外關于本文相關課題的研究現狀,闡明了本文的研究目的和開展的研究內容。2、以截面形式、混凝土類型和剪跨比為主要參數,進行了 24個不銹鋼管混凝土純彎力學試驗研究。分析了各試驗參數對不銹鋼管海砂混凝土的荷載與變形關系曲線、抗彎承載力和抗彎剛度的影響規律。并對比分析了各規范計算的抗彎承載力、初始抗彎剛度和使用階段抗彎剛度與試驗結果的差異。3、基于有限元軟件建立了可用于不銹鋼管海砂混凝土純彎作用下的有限元分析模型,有限元模型的計算結果和試驗結果吻合良好。4、利用有限元模型對不銹鋼管海砂混凝土和普通鋼管混凝土進行了工作機理分析和參數分析,明晰了荷載與變形曲線以及不銹(鋼管)和核心混凝土之間接觸應力的差異以及各參數對其的影響規律。

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