高參量粉煤灰鋼管混凝土構(gòu)件的承載性能研究項目摘要

鋼管對核心混凝土的有效約束，是鋼管混凝土構(gòu)件具有良好承載性能的內(nèi)在機制。粉煤灰混凝土具有增強、經(jīng)濟和環(huán)保等多方面的優(yōu)點。高參量粉煤灰混凝土填充鋼管構(gòu)件，由于鋼管的約束，核心混凝土三向受壓，其強度和延性得到可靠的保證。在摻入適當適量復合激發(fā)劑和減水劑的條件下，甚至用粉煤灰完全替代水泥作為膠凝材料的鋼管混凝土構(gòu)件也具有良好的承載性能。本課題在粉煤灰混凝土材料和鋼管混凝土構(gòu)件研究成果的基礎上，通過材料設計、模型試驗、顯微結(jié)構(gòu)分析和理論模型推導，對高摻量低品質(zhì)粉煤灰及其填充空鋼管短柱的受力性能開展研究，探討粉煤灰混凝土在鋼管約束下的強度變化規(guī)律，研究圓、方形截面短柱承載性能隨著粉煤灰參量不同的變化規(guī)律，給出組合截面的最優(yōu)含鋼率和核心粉煤灰混凝土的最優(yōu)配比，確定鋼管粉煤灰混凝土截面的合理設計和承載力的計算方法。本研究提供了鋼管混凝土材料設計的一種新方案，將促進鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應用和發(fā)展。

鋼管混凝土具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便快捷和經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，是一種發(fā)展前景廣闊的結(jié)構(gòu)形式。粉煤灰是煤燃燒后的煙氣中的細灰，具有低的火山灰活性。在混凝土中摻入粉煤灰，等量取代水泥的用量，具有降低成本、保護環(huán)境的作用。 本項目第一部分進行高摻量鋼管粉煤灰混凝土和無水泥鋼管粉煤灰混凝土的材料設計。對于大摻量粉煤灰構(gòu)件來說，為了提高其早期強度，應選用高鈣粉煤灰，也可采用低鈣粉煤灰中添加適量生石灰的方法，活性激發(fā)劑宜選石膏或硫酸鈉熟石灰復合劑。當鋼管的截面尺寸一定時，鋼管壁越薄，粉煤灰的摻加量應越少；當鋼管壁厚達到一定值時，粉煤灰可以完全替代水泥，而不致引起鋼管混凝土極限承載力的明顯降低。通過材料設計，得到了無水泥鋼管粉煤灰混凝土構(gòu)件的核心混凝土的配合比設計方案。 第二部分通過對試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到了鋼管粉煤灰混凝土構(gòu)件中核心粉煤灰混凝土的本構(gòu)關(guān)系。 第三部分提出了鋼管粉煤灰混凝土承載力的計算方法，并與試驗值進行對比。 第四部分考慮材料非線性、幾何非線性和接觸非線性，建立鋼管粉煤灰混凝土構(gòu)件的三維模型，對鋼管粉煤灰混凝土構(gòu)件進行非線性有限元分析，得到了鋼管內(nèi)粉煤灰混凝土的應力分布狀態(tài)。 第五部分對鋼管粉煤灰混凝土偏壓短柱構(gòu)件進行研究，提出了偏壓短柱構(gòu)件承載力的計算方法，并與試驗值進行對比。 最后一部分探討了鋼管與核心混凝土之間緊箍力測定的間接方法，通過試驗結(jié)果求出了緊箍力的分布。 本項目在上述領域內(nèi)給出了大量首次得到的研究成果，為高摻量粉煤灰鋼管混凝土構(gòu)件的進一步研究和工程應用提供了重要的理論依據(jù)和實用參考價值。 2100433B

內(nèi)容簡介

本書對造成高大模板支撐體系坍塌的原因進行了簡單的總結(jié)，對各種形式滿堂架及懸挑架的計算模型及方法研究現(xiàn)狀、荷載研究現(xiàn)狀、模板與支架協(xié)同工作研究現(xiàn)狀、整架有限元分析和試驗研究現(xiàn)狀等方面進行了概述，并在此基礎上提出了本書的主要研究內(nèi)容和技術(shù)思路，展望了高大模板支撐體系的發(fā)展方向。研究了不同構(gòu)造因素對高大模板支撐體系穩(wěn)定承載力的影響，基于有限元數(shù)值模擬分析，從掃地桿搭設高度、立桿伸出頂層水平桿長度、架體搭設高度、剪刀撐搭設情況、縱橫間距大小、步距大小、搭設跨數(shù)7個不同的構(gòu)造方面出發(fā)，分析了各構(gòu)造因素對高大模板支撐體系穩(wěn)定承載力的影響，并給出了高大模板支撐體系搭設過程中各構(gòu)造因素的建議做法。