圆钢管钢渣混凝土柱静力性能试验研究与理论分析

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2、包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名日期－’。：７ＷＣ４关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可布论文的全部或部分内容，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。，保密的论文在解密后应遵循此规定—ｉＸ签名导以币签名了曰期；２ｏ＼＾ｓ＾．＾安徽工业大学硕士学位论文论文题目：圆钢管钢渣混凝土柱静力性能试验研究与

3、理论分析ExperimentalStudyandTheoreticalAnalysisonStaticPerformanceoftheSteelSlagConcrete-FilledCircularSteelTube作者：徐琳学院：建筑工程学院指导教师：于峰单位：建筑工程学院协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2015年05月30日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002摘要摘要钢管混凝土结构具有承载力高、延性好和施工方便等优点，已被广泛的运用于实际工程。但核心混凝土在硬化过程中将产生体积收缩，导致钢管与核心混凝土之间粘结力降低，严重影响钢管混凝土结构的安全性和

4、耐久性。钢渣具有一定的硬度和活性，将钢渣代替天然细骨料拌制钢渣膨胀混凝土，并填入钢管中形成钢管钢渣混凝土，不仅能充分发挥两种材料优点，且促进固体废弃物的再利用，降低工程造价，具有显著的经济和社会效益。因此，本文对圆钢管钢渣混凝土柱静力性能进行试验研究与理论分析，主要包括以下几方面内容：开展轴压圆钢管钢渣混凝土柱力学性能试验研究，分析长径比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率对圆钢管钢渣混凝土柱破坏形态、承载力、变形能力、刚度及应力-应变关系曲线的影响，试验结果表明，轴压短柱发生受压屈曲破坏，轴压中长柱发生压弯屈曲破坏。随着长径比增大，试件承载力和极限压应变逐渐降低，承载力提高幅度逐渐

5、增大，刚度退化和应变增长速度逐渐加快。随着径厚比增大，试件承载力和极限压应变逐渐降低，刚度退化速度逐渐加快，应变增长速度逐渐减慢。与膨胀率为-3.5×10-4的试件相比，膨胀率为2.8×10-4的试件承载力提高幅度和极限压应变较大，刚度退化速度较慢，应力-应变关系曲线弹性阶段较长。开展偏压圆钢管钢渣混凝土柱力学性能试验研究，分析长径比、偏心距和钢渣混凝土膨胀率对偏压圆钢管钢渣混凝土柱破坏形态、承载力、延性、刚度及荷载-位移相关曲线的影响，试验结果表明，偏压短柱主要发生压弯屈曲破坏，偏压长柱主要发生弹塑性失稳破坏。随着长径比增大，偏压试件承载力和延性系数逐渐降低，承载力提高幅

6、度逐渐增大，刚度退化和挠度增长速度逐渐加快。随着偏心距增大，偏压试件承载力和延性系数逐渐减小，刚度退化和挠度增长速度逐渐加快。与膨胀率为-3.5×10-4的试件相比，膨胀率为2.8×10-4的偏压试件极限承载力提高幅度和延性系数较大，刚度退化速度较慢，荷载-位移相关曲线弹性阶段较长。在试验研究的基础上，考虑钢管与钢渣混凝土之间自应力的影响，引入钢渣混凝土强度增强系数，推导轴压和偏压荷载作用下圆钢管钢渣膨胀混凝土柱承载力和变形计算公式，并提出相关简化计算公式。在选取材料合适的应力-应变关系模型的基础上，利用纤维模型法，编制MATLAB程序，对圆钢管钢渣膨胀混凝土柱进行全过程分

7、析。在此基础上，探讨钢渣混凝土强度等级、钢材屈服强度、含钢率和轴压比对圆钢管钢渣膨胀混凝土柱应力-应变关系、荷载-挠度关系和弯矩-曲率关系的影响，建立圆钢管钢渣膨胀混凝土柱的应力-应变关系模型、荷载-挠度关系模型和弯矩-曲率关系模型。I圆钢管钢渣混凝土柱静力性能试验研究与理论分析在选取材料合适的应力-应变关系模型基础上，利用非线性有限元软件ABAQUS，建立圆钢管钢渣膨胀混凝土柱有限元分析模型。在此基础上，探讨钢渣混凝土强度等级、钢材屈服强度、含钢率等因素对圆钢管钢渣膨胀混凝土柱应力-应变关系、荷载-挠度关系和弯矩