钢筋再生粗骨料混凝土柱偏压性能试验研究

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再生混凝土柱是再生混凝土结构关键的竖向构件,其受力性能的研究工程界十分关注。已有再生混凝土柱受力性能试验多为缩尺模型试验,难以反映再生骨料截面特征。本文进行了足尺再生混凝土矩形截面柱和圆形截面柱的大偏心受压性能试验研究与理论分析,主要贡献:  1.进行了4根截面尺寸为600mm×600mm的钢筋混凝土柱重复偏心受压荷载试验,混凝土设计强度等级为C40,其中1根为天然骨料混凝土柱、1根为50%再生粗骨料取代率的混凝土柱、1根为100%再生粗骨料取代率的混凝土柱、1根为箍筋加密的100%再生粗骨料取代率混凝土柱;分析了各试件的破坏形态、承载力、侧向受弯刚度及钢筋和混凝土应变规律;得到了再生混凝土粗骨料取代率、箍筋间距对再生混凝土柱压弯性能的影响规律。  2.进行了2根截面尺寸为600mm×600mm的混凝土矩形柱和2根截面直径为675mm的高强混凝土柱重复偏心受压荷载试验,混凝土设计强度等级为C60,其中1根为天然骨料混凝土矩形柱、1根为50%再生粗骨料取代率的混凝土矩形柱,1根为天然骨料混凝土圆截面柱,1根为50%再生粗骨料取代率的混凝土圆截面柱;分析了各试件的破坏形态、承载力、侧向受弯刚度及钢筋和混凝土的应变规律;对比分析了高强再生混凝土柱与高强普通混凝土柱的破坏过程和破坏形态,得到了再生粗骨料对高强混凝土构件压弯性能影响的规律。  3.在试验研究基础上,提出了钢筋再生粗骨料混凝土柱大偏压承载力计算公式,计算结果与试验符合较好;实现了有限元建模,进行了数值模拟,揭示了试件损伤演化过程,为合理设计提供了依据。  研究结论:(1)大偏心受压情况下,再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程、破坏形态类似,它们的荷载-变形曲线及钢筋和混凝土应变规律较为接近;各试件在加载过程中裂缝出现、发展与总体损伤过程相近;再生混凝土柱后期裂缝开展更充分。(2)再生混凝土的弹性模量随着再生粗骨料取代率的增大而有所降低,其降低程度随着再生粗骨料取代率的增加而增大;峰值荷载后,50%再生粗骨料取代率的混凝土柱刚度退化速度与普通混凝土柱相近,100%再生粗骨料取代率的混凝土柱刚度退化速度略快于普通混凝土柱。(3)相同混凝土强度条件下,大偏心受压再生粗骨料混凝土柱的极限承载力与普通混凝土柱接近。
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