鋼管活性粉末混凝土柱受壓性能試驗與理論研究.pdf

1、將活性粉末混凝土灌入鋼管形成鋼管活性粉末混凝土后，鋼管約束了混凝土，在軸心受壓荷載下，混凝土三向受力，可延緩其縱向開裂;同時混凝土可以延緩或避免薄壁鋼管過早地發(fā)生局部屈曲。兩種材料相互彌補了彼此的弱點，具有超高強度、高韌性、高耐久性，在土木工程領域具有廣闊的應用前景。為研究鋼管活性粉末混凝土柱的受壓性能，本文通過短柱試驗、長柱試驗對鋼管活性粉末混凝土柱的受壓性能進行了研究。分析了短柱的受力機理，得到了核心活性粉末混凝土的本構模型，為活性

2、粉末混凝土規(guī)范的編制提供依據。論文主要工作如下:
　　(1)進行了一批鋼管活性粉末混凝土短柱試驗，通過變化加載方式、套箍系數(shù)等影響因素，分析了各因素對試件破壞形式、荷載-變形曲線、極限承載力的影響。研究表明:加載方式本身對試件的破壞形態(tài)及極限承載力影響不大，主要的影響因素仍為套箍系數(shù)。套箍系數(shù)較小時，試件表現(xiàn)為剪切破壞;套箍系數(shù)較大時，試件成腰鼓狀鼓曲。
　　(2)進行了一批鋼管活性粉末混凝土長柱試驗，通過變化長細比和套箍系

3、數(shù)，分析了各因素對試件破壞形式、荷載-變形曲線、極限承載力的影響。研究表明:長柱試件的破壞基本屬非彈性失穩(wěn)破壞類型，其中長細比較小的試件除彎曲失穩(wěn)破壞外還伴隨著局部受壓鼓曲破壞，長細比越小，試件的延性破壞特點越明顯，隨著長細比的增加，試件也由強度破壞逐漸轉向失穩(wěn)破壞;在相同套箍系數(shù)下，隨著長細比的增加，鋼管活性粉末混凝土長柱的極限承載力和極限位移都逐漸降低。
　　(3)在已有活性粉末混凝土常規(guī)三軸壓縮試驗基礎上，計算分析得到了活性

4、粉末混凝土Mohr-Coulomb破壞準則及Willam-Warnke破壞準則的待定參數(shù)。在此基礎上對鋼管活性粉末混凝土短柱及長柱的極限承載力進行了理論推導，獲得了短柱的承載力計算公式;對鋼管活性粉末混凝土長柱及中長柱進行了界定，并推導了相應的長柱及中長柱極限承載力計算公式。
　　(4)對鋼管活性粉術混凝土短柱進行了全過程彈塑性分析，并提出了判斷鋼管活性粉末混凝土短柱達到極限承載力時鋼管環(huán)向是否屈服的特征套箍系數(shù)ξ0，此系數(shù)也是判

5、斷鋼管活性粉末混凝土柱的軸壓應力-應變曲線峰值應力后發(fā)展趨勢的依據。
　　(5)對鋼管及核心活性粉末混凝土進行了受力分析，并提出了核心活性粉末混凝土約束本構模型。研究表明核心活性粉末混凝土峰值強度隨著鋼材屈服強度、套箍系數(shù)及活性粉末混凝土軸心抗壓強度的提高而提高，基于此給出了核心活性粉末混凝土峰值強度及峰值應變的計算公式。
　　(6)基于鋼管的環(huán)向、縱向應力及變形試驗數(shù)據，提出了鋼管活性粉末混凝土柱鋼管的受力模型。并揭示了鋼