混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

圆钢管型钢再生混凝土短柱轴压性能有限元分析

作者:陈 鹏,张兆强,撒燕茹,马 腾,李林芮    单位:西南科技大学土木工程与建筑学院,绵阳 621010

关键词:参数分析;应力分析;承载力;型钢再生混凝土;有限元

摘  要:在5个圆钢管型钢再生混凝土组合短柱试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了圆钢管型钢再生混凝土短柱的静力计算模型。通过选取合理的材料本构,计算得出构件的荷载-位移曲线、割线刚度、承载力、延性系数、耗能、损伤,并与试验结果进行了对比,结果表明两者吻合较好。在对比验证的基础上进行有限元模型的应力、荷载分配曲线以及参数分析,研究型钢配钢率、核心再生混凝土强度对圆钢管型钢再生混凝土短柱承载力的影响。模拟结果表明,构件承载力随着型钢配钢率、核心再生混凝土强度的提高而提高。

 0   前言

  我国城镇化的推进过程产生了大量建筑垃圾,这其中包含大量的废弃混凝土。根据调查统计,我国每年因为城市发展而产生的废弃混凝土达到10亿t左右,如不加以处理,这一数据还将继续增长,对环境造成的压力将越来越大。如何科学有效地对其进行处理,已成为众多研究者共同面临的难题[1]。再生混凝土技术被认为是这一难题的有效解决方法,其不仅实现了对废弃混凝土的二次利用,还有利于节约资源,保护环境[2]。但是再生混凝土和天然混凝土相比具有力学性能上的缺陷,限制了其进一步的推广应用。一些学者借鉴型钢混凝土和钢管混凝土各自的优势,将型钢和钢管再生混凝土柱相结合形成了钢管型钢再生混凝土结构,该种结构大大提升了再生混凝土的抗拉压极限,同时,还可改善钢管的局部稳定性。钢管型钢再生混凝土柱作为一种新型组合结构,目前研究还较少。马辉[3]制作了5个钢管型钢再生混凝土短柱试件,研究了骨料取代率对其受力性能的影响,结果表明,试件的承载力随着取代率的增加而降低,刚度退化较慢。目前,对其静力性能的研究尚有不足,还需进一步地探讨影响其受力性能的因素。本文在文献[3]试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS对其进行静力模拟,并将两者的结果进行对比,并在此基础上进行应力分析和参数分析,以便更加全面地研究此组合短柱的受力性能,为相关工程实践提供参考。
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