无机聚合物钢管混凝土柱抗震性能试验与理论分析

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1、无机聚合物钢管混（申请工学硕士学位论文）凝土柱抗震性无机聚合物钢管混凝土柱抗震性能能试验试验与理论分析与理论分析于培养单位：土木工程与建筑学院丽明学科专业：结构工程研究生：于丽明指导教师：卢哲安教授武汉理2014年5月工大学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目无机聚合物钢管混凝土柱抗震性能试验与理论分析英文ExperimentalandTheoreticalResearchonSeismicPerformance题目ofInorganicPolymerConcrete-FilledSteelTubular

2、Columns研究生姓名于丽明姓名卢哲安职称教授学位硕士指导教师单位名称土木工程与建筑学院邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年05月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同

3、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：

4、日期万方数据中文摘要无机聚合物圆形钢管混凝土结构是一种新型的组合结构形式，其不仅具有无机聚合物混凝土的特点，还保留钢管混凝土的优点。目前对于这种结构形式的力学性能研究还不是很成熟，大部分研究集中在构件的静力方面。本文通过拟静力试验，以轴压比和含钢率为参数变量，进行了无机聚合物圆形钢管混凝土柱的抗震性能的试验研究，在此基础上，对无机聚合物圆形钢管混凝土柱进行抗震性能分析、累积损伤分析及有限元分析，为无机聚合物圆形钢管混凝土柱在实际工程上的应用奠定一定的基础。1、通过对无机聚合物混凝土及钢材的基本力学性能进行试验研究，得出了材

5、料性能的基本参数（弹性模量、应力-应变关系），为构件抗震性能及有限元42分析提供一定理论基础。无机聚合物混凝土弹性模量值为3.1455×10N/mm，比相同强度的普通水泥混凝土的弹性模量小；无机聚合物混凝土应力-应变曲线的峰值应变高于普通混凝土的峰值应变；测得的钢材的屈服强度及极限强度远高于规范中规定。试验结果表明：无机聚合物混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土延性大。2、对不同轴压比和含钢率的5根无机聚合物圆形钢管混凝土柱和1根普通钢管混凝土柱的抗震性能进行对比试验研究。结果表明：无机聚合物圆形钢管混凝土柱与普通钢管混凝土柱在往

6、复荷载作用下均具有良好的抗震性能，从耗能及延性性能方面分析，无机聚合物圆形钢管混凝土柱的抗震性能优于普通钢管混凝土柱；构件在往复荷载作用下的破坏形态基本一致，即为压弯破坏；轴压比和含钢率对无机聚合物圆形钢管混凝土柱的滞回曲线、刚度退化、耗能能力及延性性能均产生一定的影响，其中构件含钢率的增大，无机聚合物圆形钢管混凝土柱的滞回曲线饱满程度明显提高，骨架曲线的弹性阶段刚度增加，水平极限承载力也增大，其相应的极限位移有所增加；构件的耗能能力和延性性能也明显增强，故在工程实际中可采用增大构件的含钢率来提高无机聚合物圆形钢管混凝土柱

7、的抗震性能。3、利用能量守恒原理建立了无机聚合物圆形钢管混凝土柱的累积损伤模型，对往复荷载作用下的无机聚合物圆形钢管混凝土柱进行累积损伤分析。计算结果表明：构件破坏时累积损伤指标一般在0.4~0.7之间；适当的增加构件的轴压比和含钢率可减小构件的损伤程度。I万方数据4、通过ABAQUS软件模拟了无机聚合物圆形钢管混凝土柱在往复荷载作用下受力过程。结果表明：有限元得到的各构件的最终破坏形态与试验结果一致，即为压弯破坏；从整体趋势来看，有限元得到的骨架曲线能够较好的与试验结果吻合，基本上反映了构件在整个加载过程中强度的变化及延

8、性性能。最后总结了本文的主要研究成果，并提出了需要进一步研究和解决的问题。关键词：无机聚合物圆形钢管混凝土柱，抗震性能，延性，累积损伤II万方数据AbstractTheinorganicpolymerroundconcrete-filledsteelstructureisanewtypeofcompos