钢管机制砂再生混凝土柱核心混凝土受压本构模型研究

在钢管混凝土结构中引入机制砂以及再生粗骨料对解决资源短缺以及建筑垃圾污染问题具有重要的意义,但目前针对钢管机制砂再生混凝土构件的研究较少,且还没有研究给出适用于有限元分析的核心机制砂再生混凝土本构模型。通过ABAQUS软件建模的方式,结合相关文献中试验数据,对比了几种常用的再生混凝土本构模型,根据荷载-位移曲线以及极限承载力的对比结果,确定了最优的再生混凝土本构模型;并在此基础上,以文献中数据为依据,对本构模型的计算公式进行了修正,引入了机制砂的影响。最终给出了适用于有限元分析的钢管机制砂再生混凝土核心混凝土本构模型。

矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱抗震性能研究

为研究矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱的抗震性能,设计并制作了6个该类柱试件并对其进行拟静力试验,变化参数为再生粗骨料取代率(0%,50%,100%)和轴压比(0.3,0.5)。观察了矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱变形和破坏形态,分析了其滞回曲线、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、延性及耗能能力等。采用ABAQUS软件对矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱抗震性能进行有限元分析,并与试验结果进行对比,验证有限元模型的合理性。试验研究及数值分析结果表明:矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱变形过程及破坏形态与普通钢管混凝土柱相似,表现为柱脚的鼓曲变形;轴压比为0.3时,再生骨料取代率为50%和100%的柱峰值荷载较取代率为0%的柱分别降低8.3%和13.1%;轴压比为0.5时峰值荷载较轴压比为0.3时降低约9%;平均位移延性系数接近2.7,说明其具有良好的变形能力;矩形截面钢管尾矿砂再生混凝土柱具有良好的抗震性能。