《钢管自应力钢渣混凝土柱力学性能研究》对钢管自应力钢渣混凝土柱力学性能进行了深入分析和研究,主要内容包括绪论、钢渣混凝土基本力学性能研究、圆钢管自应力钢渣混凝土柱静力性能研究、圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震性能研究、圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱抗震性能研究、圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑移性能研究等。
《钢管自应力钢渣混凝土柱力学性能研究》可供土木工程领域的研究人员和工程技术人员阅读,也可供大专院校有关专业的师生参考。
随着时代的发展,高层、超高层建筑屡见不鲜,大跨、复杂结构日渐增多,工程建设的规模日益宏大,为建筑行业的发展提供了良好的机遇,也带来了更严峻的考验。传统的工程材料和结构形式已很难完全满足当前更高的建筑功能需求,因此,寻求新型的建筑材料和更优的结构形式已成为工程界面临的重要课题。
钢管混凝土结构因其承载力高、抗震性能好、耐火性能优和便于施工等诸多优点,在高层和超高层建筑以及大跨度桥梁工程中得以应用。然而,传统混凝土在凝结硬化过程中的收缩,使得钢管与混凝土之间出现“脱空”现象,严重影响了钢管混凝土的力学性能和工程应用。
另一方面,冶金行业的快速发展导致冶金固废的大量产生,钢渣作为主要组成部分,其较低的利用效率和大量的剩余堆积,对自然资源和生态环境造成了巨大压力。已有研究表明,钢渣具有一定的活性和硬度,可代替天然骨料制备钢渣混凝土,但因其中含有MgO和f-CaO等成分,在水化过程中使混凝土产生一定的体积膨胀。
为了充分发挥钢管混凝土的优势,实现钢渣固废的大宗量利用,同时降低工程成本,作者及其课题组成员对钢渣混凝土的力学性能和膨胀性能开展了研究,并在此基础上提出钢管自应力钢渣混凝土结构,充分利用钢渣混凝土的膨胀性,解决传统钢管混凝土存在的“脱空”问题,显著提高钢管混凝土的力学性能。本书分6章,主要对圆钢管自应力钢渣混凝土构件的如下关键问题进行了探索和研究。
目录1绪论11.1研究背景和意义11.2研究现状21.2.1钢渣混凝土21.2.2钢管混凝土31.2.3钢管约束混凝土51.2.4钢管膨胀混凝土61.2.5钢管钢渣混凝土81.3主要内容92钢渣混凝土基本力学性能研究122.1钢渣混凝土配合比研究122.1.1试验方案122.1.2试验结果分析142.2钢渣混凝土膨胀性能研究222.2.1全粒径钢渣砂混凝土膨胀性能222.2.2全集料钢渣混凝土膨胀性能242.3基于可控膨胀率钢渣混凝土基本性能数值模拟352.3.1钢渣混凝土基本性能预测模型362.3.2钢渣混凝土基本性能影响参数分析392.4补偿收缩钢渣混凝土柱应力应变关系研究422.4.1试验介绍422.4.2试验结果分析432.4.3补偿收缩钢渣混凝土柱应力应变关系模型482.4.4钢渣混凝土力学性能数值模拟523圆钢管自应力钢渣混凝土柱静力性能研究613.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱轴压性能研究613.1.1轴压柱试验介绍613.1.2试验结果分析633.1.3轴压柱力学性能计算模型713.1.4轴压柱有限元分析833.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱偏压性能研究893.2.1偏压柱试验研究893.2.2试验结果分析913.2.3偏压柱力学性能计算模型1003.2.4偏压柱有限元分析1184圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震性能研究1264.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震性能试验方案1264.1.1试件设计和制作1264.1.2试验材料力学性能1304.1.3试验加载和量测方案1364.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震性能试验结果分析1394.2.1试件破坏形态1394.2.2滞回性能分析1464.2.3强度衰减分析1524.2.4刚度退化分析1564.2.5耗能能力分析1574.2.6延性分析1594.2.7水平承载力分析1634.2.8应变分析1664.3圆钢管自应力钢渣混凝土柱承载力分析1744.3.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗弯承载力1744.3.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗剪承载力1834.3.3轴压比限值计算1904.4圆钢管自应力钢渣混凝土柱恢复力模型1954.4.1基本假定1954.4.2截面分析1964.4.3骨架曲线计算模型1974.4.4恢复力模型2034.4.5模型验证2084.5圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震设计方法2104.5.1抗震设计原则2104.5.2抗震设计步骤2114.5.3抗震设计建议2135圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱抗震性能研究2155.1圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱抗震性能试验方案2155.1.1试件设计和制作2155.1.2试验材料力学性能2185.1.3试验加载和量测方案2205.2圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱抗震性能试验结果分析2215.2.1试件破坏形态2215.2.2滞回性能分析2295.2.3强度衰减分析2355.2.4刚度退化分析2395.2.5耗能能力分析2405.2.6延性分析2415.2.7水平承载力分析2425.2.8应变分析2425.3圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱承载力分析2565.3.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗弯承载力2565.3.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗剪承载力2645.3.3轴压比限值计算2695.4圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱恢复力模型2735.4.1基本假定2735.4.2骨架曲线计算模型2745.4.3恢复力模型2825.4.4模型验证2845.5圆钢管约束自应力钢渣混凝土柱抗震设计方法2865.5.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱失效模式2865.5.2抗震设计步骤2866圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑移性能研究2926.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑移试验方案2926.1.1试验材料基本性能2926.1.2试件设计和制作2936.1.3加载和量测方案2946.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱试验结果分析2956.2.1试件破坏形态2956.2.2荷载滑移关系曲线2956.2.3黏结强度2986.2.4应变分析2996.2.5荷载应变关系3026.3圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑移本构关系3036.3.1圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑机理分析3036.3.2圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结强度计算模型3046.3.3黏结滑移本构关系模型3086.4圆钢管自应力钢渣混凝土柱黏结滑移有限元分析3176.4.1材料本构关系模型3176.4.2钢管与钢渣混凝土黏结界面接触模型3176.4.3有限元模型建立3176.4.4模拟结果分析3196.4.5参数分析323参考文献328