钢筋再生粗骨料混凝土简支梁的受弯性能试验研究

为了研究再生粗骨料混凝土受弯构件的的抗弯机理和受弯性能,通过对6根不同再生骨料取代率(0%、50%、70%和100%)和不同配筋率(0.68%、0.89%和1.13%)的再生粗骨料混凝土梁受弯对比试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生粗骨料混凝土梁的正截面应变服从平截面假定,在相同的条件下与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩和极限承载力基本相同,而再生粗混凝土梁的变形较普通混凝土梁大。     

废弃纤维再生混凝土梁抗弯性能研究

对再生骨料取代率分别为0%、50%、100%,废弃纤维体积掺入量分别为0%、0.08%、0.12%、0.16%的梁构件进行静力加载试验,研究了废弃纤维再生混凝土梁的抗弯性能。采用ABAQUS有限元分析软件,建立了废弃纤维再生混凝土抗弯构件的数值模型,并与试验结果进行对比分析。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,钢筋混凝土梁的极限承载力降低;掺入的废弃纤维在细观尺度上体现为纤维的桥接作用限制了裂缝在水泥基体中的发展,在宏观尺度上表现为改善了再生混凝土梁构件的抗弯性能;当废弃纤维体积掺入量为0.12%时,再生骨料取代率为50%的梁构件的极限承载力提高了0.4%;再生混凝土梁的有限元分析模型具有较高的精度,其计算值与试验值基本一致。     

再生混凝土梁长期加载与卸载后受弯性能试验研究

为了研究再生混凝土梁长期受弯性能,针对3个不同再生粗骨料取代率(0%、50%和100%)的再生混凝土梁进行了3045d的长期加载以及长期荷载卸载后的受弯性能试验,并将再生混凝土梁在不同阶段的裂缝及变形发展规律与普通混凝土梁进行了对比分析。结果表明：与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁裂缝分布具有间距较大、次生裂缝数量较多的特点;再生混凝土梁长期变形具有后延性,在长期荷载卸载后表现出更多的变形恢复特征;卸载后受弯试验过程中,再生混凝土梁钢筋屈服荷载和极限荷载值与普通混凝土梁相比均降低;提出了长期荷载移除后再生混凝土梁二次加载受弯承载力计算公式,建议实际工程的二次受弯承载力折减系数取值为0.85。     

CFRP加固钢筋再生混凝土梁的弯曲性能研究

为研究再生混凝土梁的弯曲性能,进行了钢筋再生混凝土梁及其经CFRP加固后的受弯性能试验研究,分析了再生粗骨料取代率和CFRP加固层数对再生混凝土梁受力性能的影响,比较了钢筋再生混凝土梁加固前后的挠度和裂缝扩展情况。试验结果表明：再生混凝土梁的变形能力和受弯承载力较普通混凝土梁没有明显降低,但其刚度和延性均有所降低,可通过CFRP加固提高其刚度和极限荷载,但不能改善其变形能力; CFRP加固层数对钢筋再生混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载影响较大,其中极限荷载受加固层数影响最大。通过理论计算和有限元分析,建立了钢筋再生混凝土梁及其经CFRP加固后的受弯承载力计算式,理论计算结果与钢筋再生混凝土梁的试验结果符合较好。研究成果可为再生混凝土梁的工程应用提供参考依据。     

再生粗骨料混凝土梁受弯计算适用性研究

通过对6根不同配筋率、不同再生粗骨料取代率的混凝土简支梁的受弯试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件的变形性能和破坏特征。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)提出的普通混凝土梁的受弯性能计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。验算结果表明,用普通混凝土梁的计算公式计算再生混凝土梁的开裂弯矩和极限弯矩是可行的;而最大裂缝宽度计算结果略小于实测值,且变异系数较大;挠度的计算值小于实测值近20%。     

钢-再生混凝土组合梁受弯性能与设计方法研究

为研究再生粗骨料掺入量对钢-混凝土组合梁受弯性能的影响并提出钢-再生混凝土组合梁受弯性能设计方法，基于ABAQUS软件建立组合梁的精细化有限元模型，采用15组钢-再生(普通)混凝土组合梁足尺试验结果验证模型的可靠性。通过参数分析，量化再生粗骨料取代率对组合梁受弯性能(包括受弯承载力与抗弯刚度)的影响。根据参数分析结果对现有的组合梁设计方法进行评估，进而提出钢-再生混凝土组合梁受弯性能设计方法。研究结果表明：对于混凝土强度相同的组合梁，与采用普通混凝土相比，再生粗骨料取代率为50%和100%时，组合梁受弯承载力分别降低0.8%～2.2%和1.5%～3.5%,抗弯刚度分别降低1.2%～5.4%和4.2%～7.3%;对于不同再生粗骨料取代率的组合梁受弯性能(包括受弯承载力与抗弯刚度),GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的设计方法计算结果与有限元分析结果的比值的分布规律相同，再生粗骨料取代率是钢-再生混凝土组合梁受弯性能的最主要影响参数；考虑再生粗骨料取代率影响的钢-再生混凝土组合梁设计方法与钢-普通混凝土组合梁设计方法计算精度相近，且具有更高的安全储备。     

再生混凝土梁抗弯承载力试验研究

对5根除再生粗骨料取代率不同外、其余包括配筋率及混凝土抗压强度均相同的再生混凝土简支梁进行了抗弯承载力试验,通过研究分析了再生混凝土受弯构件正截面受力情况及破坏模式。试验结果经过对比发现,再生混凝土梁跨中正截面在受力过程中仍具有与普通混凝土梁相似的弹性、开裂、屈服和极限阶段,其抗弯机理基本相同;相同条件下,再生混凝土梁的极限承载力随着再生混凝土再生骨料的取代率的增加逐渐减弱,并且再生混凝土梁后期变形能力好,具有较好的延性。     

采用大尺度废弃混凝土的再生混合短柱疲劳性能试验研究

通过对大尺度废弃混凝土与普通混凝土的再生混合,并对混合短柱进行疲劳性能试验,将强度较普通混凝土偏低的废弃混凝土块体掺入构件之后对构件荷载-竖向变形以及承载力-掺入率、宏观变形特征的影响,从而达成对再生混合短柱的疲劳性的研究,根据当前钢管混凝土的三种理论计算公式,对其进行相关适用性的验证,并得出再生混合短柱的破坏形态相当于普通的钢管和由废弃混凝土混合而成的再生短柱的疲劳性能随着废弃混凝土的不断掺入而降低的验证结论。本文通过对由大尺度废弃混凝土再生混合短柱的相关试验进行对比分析,将不同角度的理论计算公式进行相应的分析与概述。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

再生砖轻骨料混凝土梁正截面抗弯性能研究

利用陶粒和以废砖为主的再生骨料制成7根不同再生砖骨料取代率(0,20%,40%,60%,80%,100%)的钢筋混凝土梁,通过正截面承载力试验,对相同强度等级的普通混凝土梁和再生砖轻骨料混凝土梁的正截面抗弯受力特点、破坏形式、裂缝开展特点、极限承载力,平截面假定进行了研究。对比分析2类梁受弯性能的异同点。试验结果表明:再生砖轻骨料混凝土梁与普通混凝土梁的受弯过程相似,都符合平截面假定,并且受取代率的影响较小。由于再生砖轻骨料混凝土梁质轻,与普通混凝土梁抗弯性能相差不大,具有一定的优越性,可以应用于工程中。     

钢筋再生混凝土梁的受弯性能

基于国内外大量相关研究成果,对钢筋再生混凝土梁的受弯性能进行了较为全面系统的分析,主要包括平截面假定对再生混凝土梁的适用性、钢筋再生混凝土梁的破坏形态、极限承载力、变形、刚度以及裂缝等.研究结果表明,与钢筋普通混凝土梁相比,钢筋再生混凝土的破坏形态、极限承载力基本相同,但是钢筋再生混凝土梁的变形较大,刚度低.同时发现平截面假定也适用于受弯的钢筋再生混凝土梁.     

再生混凝土T形截面叠合梁受弯性能试验研究

通过对5根相同断面,相同配筋率,翼缘采用再生粗骨料取代率依次为0%、30%、50%、70%及100%的再生混凝土,腹板采用普通混凝土制备的T形截面叠合梁的弯曲试验,研究了各梁的受弯性能、变形特征及极限破坏形态等。结果表明:再生混凝土T形截面叠合梁的受弯性能和极限破坏形态与普通混凝土T形截面叠合梁类似;梁正截面的平截面假定依然适用;现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》依然适用于再生混凝土T形截面叠合梁极限承载力的计算。     

再生混凝土梁抗弯性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对再生混凝土梁的抗弯性能进行非线性有限元分析。针对不同的再生粗骨料取代率和纵向受拉钢筋配筋率,在其余试件参数完全相同的情况下,研究再生混凝土梁正截面的抗弯性能。分析结果表明再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和裂缝开展情况基本相同,但抗弯刚度和延性存在差异。随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗弯刚度有下降的趋势,但延性有所提高。另外,随着纵向钢筋配筋率的增大,梁的抗弯承载力不断提高,但变形能力逐步下降。最后,再生混凝土梁的抗弯过程与普通混凝土梁基本相同,平截面假定仍然成立。     

高温后型钢再生混凝土梁变形性能及刚度计算

通过16根高温后型钢再生混凝土梁静力加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取受力破坏全过程的荷载-挠度曲线,深入分析再生粗骨料取代率和高温温度对型钢再生混凝土梁变形性能的影响,并探讨其刚度的计算方法。研究结果表明:高温后型钢再生混凝土梁具有良好的变形性能;温度对其变形性能有一定的影响,温度越高,初始刚度和峰值荷载越小;取代率对其变形性能影响不大;根据叠加法理论和JGJ138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》的方法,提出的修正刚度计算式可近似用于高温后型钢再生混凝土梁的短期刚度计算。     

方钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土偏心受压长柱的受力性能,设计了15个试件进行静载试验,考虑了再生粗骨料取代率、长细比和偏心距3个变化参数。通过试验得到了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、截面应变分布情况以及试件的承载力等重要数据,对再生粗骨料取代率、长细比、偏心距等变化参数对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载性能的影响进行分析,利用国内外相关规程的计算方法对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载力进行计算,并与试验实测结果对比分析。研究结果表明：方钢管再生混凝土偏心受压长柱的承载力、破坏形态、变形特性、截面应变分布与普通方钢管混凝土偏心受压长柱相似,方钢管再生混凝土偏压长柱同样具有良好的承载力和变形能力,试件的承载力随着长细比和偏心距的增大而减小,而再生粗骨料取代率对其影响不大,根据规程DBJ 13-51-2003得到的方钢管再生混凝土长柱承载力的计算结果与试验结果吻合较好。研究结果可为方钢管再生混凝土的进一步研究和推广应用提供参考。     

再生砖混骨料混凝土梁受弯性能

建造于20世纪的老旧房屋拆除垃圾往往含有大量的红砖块。红砖的各项性能与废混凝土有较大区别,但目前建筑固废处理工艺不能较好地分离红砖骨料。为高效合理利用含有大量红砖的再生砖混骨料,对强度等级分别为C25、C30和C35的3根天然骨料混凝土梁和3根再生砖混骨料混凝土梁进行受弯性能试验研究,分析再生砖混骨料混凝土梁相比于同强度的天然骨料混凝土梁在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异。试验结果表明：再生砖混骨料混凝土梁在加载至破坏过程中,具有同天然骨料混凝土梁相似的受力阶段,且同样符合平截面假定。但相比同强度的天然骨料混凝土梁,再生砖混骨料混凝土梁极限承载能力略小,在加载过程中梁表面裂缝更易产生与发展,刚度下降更显著,变形更大,且从屈服到破坏产生的变形较小,延性较差。     

钢筋再生混凝土简支梁的使用性能研究

通过8根钢筋再生混凝土简支梁正截面性能的试验,分析了再生混凝土梁的正截面受力性能。试验结果表明:在其他条件相同时,钢筋再生混凝土梁的挠度和最大裂缝开展宽度大于普通钢筋混凝土梁的挠度和最大裂缝宽度,且其挠度和裂缝宽度随再生骨料替代率的增加有增大的趋势,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)关于受弯构件的短期刚度和裂缝宽度计算方法已不适用于再生混凝土梁的挠度和裂缝宽度计算,需对再生混凝土的弹性模量和钢筋应变不均匀系数进行修正,文中给出了近似处理方法,具体计算方法有待进一步研究。     

再生混凝土梁长期受荷时随变形计算方法研究

由于再生混凝土收缩徐变效应大,导致长期荷载作用下,再生混凝土梁附加变形较大。文中以不同再生粗骨料取代率的再生混凝土梁长期受荷变形性能的试验研究为依据,研究其长期变形计算方法。通过考虑龄期的有效弹性模量法,将再生混凝土徐变系数引入梁截面附加曲率的计算,基于虚功原理给出长期荷载作用的时随变形计算公式|考虑再生粗骨料的二相性,通过普通混凝土的徐变收缩计算式,给出考虑附着水泥砂浆影响的再生混凝土徐变收缩调整系数|将其计算结果代入三种典型普通混凝土徐变收缩模型,得到再生混凝土徐变收缩模型,并通过时随变形计算公式计算再生混凝土梁长期荷载下的跨中变形值、跨中和加载点的附加变形值,与试验结果吻合较好。     

Structural shear behaviour of recycled concrete with silica fume

This paper is the outcome of the second stage of studies carried out on the structural behaviour of recycled concrete. The first stage determined, using beams specimens, the shear behaviour of recycled concrete with which 50% of the coarse aggregate was replaced by recycled coarse aggregate (obtained from concrete demolition waste). This stage revealed minor differences (recycled concrete – conventional concrete) in ultimate loads and these differences were found to increase when cracking was taken into account. In this study, it was determined that the addition of 8% silica fume to recycled concrete (recycled concrete with silica fume) improved this behaviour. Moreover, the use of this material in recycled concrete produced changes in its structural behaviour similar to those induced in conventional concrete (conventional concrete with silica fume). Finally, experimental results were compared using current codes and it had been seen that all of them were conservative so t can be used for the shear design of recycled concrete beams with silica fume.     

部分再生混凝土T形截面叠合梁抗弯性能试验研究

通过4根部分再生混凝土T形截面叠合梁和1根普通混凝土T形截面叠合梁受弯试验结果的对比分析,研究了各试验梁荷载作用下跨中正截面的受荷性能及极限破坏形态。试验结果表明,部分再生混凝土T形截面叠合梁的受力性能及破坏机理与普通混凝土类似;混凝土梁正截面的平截面假定依然成立;随再生骨料取代率的增加,试验梁的开裂荷载及极限承载力均略有降低。