[01212636]钢管煤矸石混凝土组合结构的抗震性能和工程应用

将煤矸石轻骨料混凝土代替普通混凝土与钢管相结合,形成钢管煤矸石混凝土构件或结构,具有重量轻、抗震性能优越、节能环保等特点,可以应用于各类建筑中,是在传统钢管混凝土结构基础上发展起来的新型组合构件,属于土木工程领域。 本项目采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,对钢管煤矸石混凝土各类构件及其结构进行抗震性能研究,主要研究了钢管煤矸石混凝土纯弯构件、压弯构件、钢管煤矸石混凝土柱-钢梁外加强环节点、钢管煤矸石轻骨料混凝土牛腿－钢梁外加强环节点、钢管煤矸石轻骨料混凝土柱－钢筋煤矸石混凝土环梁节点和钢筋贯通式钢管煤矸石轻骨料混凝土柱－煤矸石混凝土梁节点在往复荷载作用下的滞回性能和影响因素,分析了抗震性能指标、提出其恢复力模型;另外,对钢管煤矸石混凝土框架结构进行静力弹塑性和非线性动力分析,并考虑了在小震、中震和大震下不同侧向力加载方式和不同地震波作用对钢管煤矸石混凝土框架体系抗震性能的影响,综合基底剪力－顶点位移曲线、结构侧向变形、结构加速度反应时程曲线和塑性铰发展情况,对钢管煤矸石混凝土框架进行抗震性能评估;并比较两种方法下钢管煤矸石混凝土框架结构抗震性能的差异。 钢管煤矸石混凝土不仅可以在钢管普通混凝土构件的基础上降低结构自重20%,而且节约砂石不可再生资源、减少堆积煤矸石占用的耕地、治理环境,使自然资源得到可持续利用,同时由于钢管的横向约束作用,使得核心煤矸石混凝土强度得以提高,脆性性能得以改善。钢管煤矸石混凝土结构能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求,也符合当前节约和保护自然资源实现可持续发展的国情的要求,因而正被越来越广泛地应用于高层和超高层建筑、地下工程及空间结构中,并取得了良好的经济效益和社会效益。