后置钢管式钢筋混凝土柱的轴压性能试验与理论分析
发布时间：2023-11-25 13:53
基于原有钢筋混凝土柱的加固补强和工程实际的改造要求,提出了一种新型加固方式,后置钢管式钢筋混凝土柱。该加固方法在不影响建筑美观和使用空间,不改变构件截面尺寸的前提下,大幅提高了受损柱的承载能力和延性,保证了整体结构的安全性、适用性和耐久性。但现有文献记载及相关研究仅限于规范中的加固方法和钢套管加固混凝土柱,尚无文献对这种新颖的加固方法进行研究。本文对后置钢管式钢筋混凝土短柱和中长柱的轴压性能进行了试验和有限元研究分析,为推进该加固方法在实际工程中的应用奠定了基础。具体研究的内容如下:(1)进行了9个矩形后置钢管式钢筋混凝土短柱和1个灌浆料加固短柱的轴压试验。分析了芯柱所占截面面积比、钢材强度、高宽比和芯柱混凝土强度4个参数,研究了破坏模式、界面连接、延性系数和混凝土贡献率等的变化规律。(2)提出了灌浆料的约束本构关系模型,采用ABAQUS软件建立了后置钢管式钢筋混凝土轴压短柱的有限元模型,该模型与试验结果吻合较好。进而从材料参数,几何参数和荷载参数三方面展开对后置钢管式钢筋混凝土柱的轴压性能分析。(3)开展了8个矩形后置钢管式钢筋混凝土中长柱的轴压试验。分析了破坏模式、轴向力(N)-竖...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 规范中相关加固方法的研究现状
1.2.1 增大截面加固法
1.2.2 外包型钢加固法
1.2.3 置换混凝土加固法
1.2.4 粘贴钢板加固法
1.2.5 粘贴纤维复合材加固法
1.3 钢套管加固混凝土柱的研究现状
1.4 本文的研究思路及主要内容
第二章 后置钢管式钢筋混凝土短柱轴压试验
2.1 引言
2.2 试验目的与内容
2.3 试验过程
2.3.1 试件的设计、制作与安装
2.3.2 材料性能
2.3.3 试验加载装置及程序
2.3.4 试验量测内容及测点布置
2.4 试验现象
2.4.1 试件RCT-AC01
2.4.2 试件RCT-AC11
2.4.3 试件RCT-AC21和RCT-AC22
2.4.4 试件RCT-AC31
2.4.5 试件RCT-AC41和RCT-AC31
2.4.6 试件RCT-AC51RCT-AC53
2.5 试验结果
2.5.1 破坏模式
2.5.2 试件内部破坏形式
2.5.3 荷载(N)-竖向位移(Δ)关系曲线
2.5.4 荷载-应变关系曲线
2.5.5 延性系数
2.5.6 混凝土贡献率
2.6 小结
第三章 轴压下后置钢管式钢筋混凝土短柱的数值分析
3.1 引言
3.2 轴压短柱有限元模型
3.2.1 模型概况
3.2.2 材料本构模型
3.2.3 模型设置
3.3 有限元模型的验证
3.3.1 破坏模式
3.3.2 试件N-Δ曲线
3.3.3 试件承载力
3.4 有限元参数分析
3.4.1 钢材强度
3.4.2 混凝土强度
3.4.3 灌浆料强度
3.4.4 高宽比(B/D)
3.4.5 宽厚比
3.4.6 纵筋配筋率
3.4.7 体积配箍率
3.4.8 芯柱截面面积比
3.4.9 原柱初始轴压比
3.5 受力机理分析
3.5.1 受力全过程分析
3.5.2 接触应力分析
3.6 小结
第四章 后置钢管式钢筋混凝土中长柱轴压试验
4.1 引言
4.2 试验目的与内容
4.3 试验过程
4.3.1 试件的设计、制作与安装
4.3.2 材料性能
4.3.3 试验加载装置及程序
4.3.4 试验量测内容及测点布置
4.4 试验现象与破坏模式
4.5 试验结果
4.5.1 荷载(N)-竖向位移(Δ)关系曲线
4.5.2 半波正弦曲线假设
4.5.3 荷载(N)-侧向位移(um)关系曲线
4.5.4 荷载-应变关系曲线
4.5.5 延性系数
4.6 小结
第五章 轴压下后置钢管式钢筋混凝土中长柱的数值分析
5.1 引言
5.2 轴压长柱有限元模型
5.2.1 模型概况
5.2.2 材料本构模型
5.2.3 模型设置
5.3 有限元模型的验证
5.3.1 破坏模式
5.3.2 试件N-Δ曲线
5.3.3 试件承载力
5.4 有限元参数分析
5.4.1 钢材强度
5.4.2 混凝土强度
5.4.3 灌浆料强度
5.4.4 高宽比
5.4.5 宽厚比
5.4.6 芯柱截面面积比
5.4.7 长细比
5.5 结果讨论及受力机理分析
5.5.1 延性系数
5.5.2 稳定系数
5.5.3 受力全过程分析
5.6 小结
第六章 后置钢管式钢筋混凝土柱的轴压计算方法
6.1 引言
6.2 后置钢管式钢筋混凝土轴压短柱的承载力计算方法
6.2.1 计算方法
6.2.2 计算结果
6.3 后置钢管式钢筋混凝土轴压中长柱的承载力计算方法
6.3.1 计算方法
6.3.2 计算结果
6.4 小结
第七章 结论和建议
7.1 结论
7.1.1 短柱轴压试验
7.1.2 轴压下短柱的数值分析
7.1.3 中长柱轴压试验
7.1.4 轴压下中长柱的数值分析
7.1.5 柱的轴压计算方法
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3867557
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 规范中相关加固方法的研究现状
1.2.1 增大截面加固法
1.2.2 外包型钢加固法
1.2.3 置换混凝土加固法
1.2.4 粘贴钢板加固法
1.2.5 粘贴纤维复合材加固法
1.3 钢套管加固混凝土柱的研究现状
1.4 本文的研究思路及主要内容
第二章 后置钢管式钢筋混凝土短柱轴压试验
2.1 引言
2.2 试验目的与内容
2.3 试验过程
2.3.1 试件的设计、制作与安装
2.3.2 材料性能
2.3.3 试验加载装置及程序
2.3.4 试验量测内容及测点布置
2.4 试验现象
2.4.1 试件RCT-AC01
2.4.2 试件RCT-AC11
2.4.3 试件RCT-AC21和RCT-AC22
2.4.4 试件RCT-AC31
2.4.5 试件RCT-AC41和RCT-AC31
2.4.6 试件RCT-AC51RCT-AC53
2.5 试验结果
2.5.1 破坏模式
2.5.2 试件内部破坏形式
2.5.3 荷载(N)-竖向位移(Δ)关系曲线
2.5.4 荷载-应变关系曲线
2.5.5 延性系数
2.5.6 混凝土贡献率
2.6 小结
第三章 轴压下后置钢管式钢筋混凝土短柱的数值分析
3.1 引言
3.2 轴压短柱有限元模型
3.2.1 模型概况
3.2.2 材料本构模型
3.2.3 模型设置
3.3 有限元模型的验证
3.3.1 破坏模式
3.3.2 试件N-Δ曲线
3.3.3 试件承载力
3.4 有限元参数分析
3.4.1 钢材强度
3.4.2 混凝土强度
3.4.3 灌浆料强度
3.4.4 高宽比(B/D)
3.4.5 宽厚比
3.4.6 纵筋配筋率
3.4.7 体积配箍率
3.4.8 芯柱截面面积比
3.4.9 原柱初始轴压比
3.5 受力机理分析
3.5.1 受力全过程分析
3.5.2 接触应力分析
3.6 小结
第四章 后置钢管式钢筋混凝土中长柱轴压试验
4.1 引言
4.2 试验目的与内容
4.3 试验过程
4.3.1 试件的设计、制作与安装
4.3.2 材料性能
4.3.3 试验加载装置及程序
4.3.4 试验量测内容及测点布置
4.4 试验现象与破坏模式
4.5 试验结果
4.5.1 荷载(N)-竖向位移(Δ)关系曲线
4.5.2 半波正弦曲线假设
4.5.3 荷载(N)-侧向位移(um)关系曲线
4.5.4 荷载-应变关系曲线
4.5.5 延性系数
4.6 小结
第五章 轴压下后置钢管式钢筋混凝土中长柱的数值分析
5.1 引言
5.2 轴压长柱有限元模型
5.2.1 模型概况
5.2.2 材料本构模型
5.2.3 模型设置
5.3 有限元模型的验证
5.3.1 破坏模式
5.3.2 试件N-Δ曲线
5.3.3 试件承载力
5.4 有限元参数分析
5.4.1 钢材强度
5.4.2 混凝土强度
5.4.3 灌浆料强度
5.4.4 高宽比
5.4.5 宽厚比
5.4.6 芯柱截面面积比
5.4.7 长细比
5.5 结果讨论及受力机理分析
5.5.1 延性系数
5.5.2 稳定系数
5.5.3 受力全过程分析
5.6 小结
第六章 后置钢管式钢筋混凝土柱的轴压计算方法
6.1 引言
6.2 后置钢管式钢筋混凝土轴压短柱的承载力计算方法
6.2.1 计算方法
6.2.2 计算结果
6.3 后置钢管式钢筋混凝土轴压中长柱的承载力计算方法
6.3.1 计算方法
6.3.2 计算结果
6.4 小结
第七章 结论和建议
7.1 结论
7.1.1 短柱轴压试验
7.1.2 轴压下短柱的数值分析
7.1.3 中长柱轴压试验
7.1.4 轴压下中长柱的数值分析
7.1.5 柱的轴压计算方法
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3867557
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3867557.html