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SRPE管-混凝土-圆钢管复式双管结构短柱轴压力学性能研究
| 论文题名： | SRPE管-混凝土-圆钢管复式双管结构短柱轴压力学性能研究 |
| 关键词： | 桥梁墩柱;钢骨架聚乙烯塑料复合管;混凝土结构;圆钢管;轴压力学性能 |
| 摘要： | 近年来，随着国家“西部大开发”和“一带一路”的逐步推进，西部地区的基础设施建设规模不断扩大，需要修建大量铁路桥和公路桥。我国西部盐渍土地区的土壤和地下水中含有大量的强腐蚀性盐类介质，而桥梁墩柱作为主要的承重和抗侧力构件，下部直接与盐渍土接触，其耐久性直接关系到桥梁结构的安全和使用寿命。传统钢筋混凝土结构在腐蚀性盐类和恶劣气候共同作用下腐蚀十分严重。而且，西部盐渍土地区大多属于抗震设防区。因此，墩柱防腐蚀问题成为盐渍土地区桥梁设计和施工中重点关注的问题之一。鉴于上述情况，本文提出兼防腐和抗震功能于一体的新型组合结构“SRPE管-混凝土-圆钢管复式双管柱”。SRPE管能够彻底阻隔桥柱与各种腐蚀性离子的接触，同时与内钢管共同约束核心混凝土，使得该新型组合结构具有较好的承载能力和抗震性能。 本文通过10根2种不同组合柱形式的SRPE管-混凝土-圆钢管复式双管短柱对比试件的轴心受压试验，研究了SRPE管压力等级、空心率、钢管径厚比、钢管直径及钢管内部是否填充混凝土对试件破坏形态、试件极限承载力、荷载-位移关系曲线等力学性能的影响规律，并利用有限元模拟软件ABAQUS与试验结果进行对比分析，以验证模型的准确性。主要研究结果和结论如下： （1）中空夹层混凝土短柱试件整体的轴压破坏形态为剪切破坏或者中下部的鼓曲破坏，内钢管向内发生屈曲破坏；实心双管混凝土短柱试件整体的轴压破坏形态为剪切破坏，具有更大的剪切破坏面，内钢管向外鼓曲破坏。 （2）在其它控制参数相同的情况下，中空夹层混凝土短柱试件极限承载力随着截面空心率和钢管径厚比的增大而减小，随着SRPE管压力等级的增大而增大，对于实心双管混凝土短柱试件，SRPE管压力等级和钢管直径越大，试件极限承载力越高，实心双管混凝土短柱试件能够较大地提高中空夹层混凝土短柱试件的极限承载力和延性。 （3）在验证有限元模型可靠性的基础上，对中空夹层混凝土试件进行了扩大参数分析，有限元分析结果表明：提高混凝土强度等级、内钢管钢材强度、SRPE管壁厚、内钢管壁厚以及降低内钢管直径，均使得中空夹层混凝土组合短柱试件的轴压极限承载力得到了一定的提高；改变内钢管钢材强度以及内钢管直径对试件延性的影响较小，而混凝土强度等级、SRPE管壁厚以及内钢管壁厚的改变对试件延性有着一定的影响。 （4）基于SRPE管约束实心混凝土柱的约束机制及有限元模拟分析，提出了适用于SRPE管-混凝土-圆钢管中空夹层混凝土短柱试件的轴压极限承载力公式。 |
| 作者： | 郝提 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 高剑平;陈京钰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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