高温喷水冷却后混凝土柱性能对比分析

为对比分析高温喷水冷却后3种约束再生混凝土柱（即螺旋筋再生混凝土柱、方钢管再生混凝土柱和圆钢管再生混凝土柱）的力学性能退化规律,以截面类型、历经温度和再生粗骨料取代率为变化参数,共设计了36个试件,进行高温喷水冷却后的轴心受压加载试验,观察了试件破坏全过程,并对比分析高温喷水冷却后这3种约束再生混凝土柱的极限承载力、初始轴压刚度和延性的差异。结果表明：随历经最高温度的增大,各种约束再生混凝土柱的极限承载力、初始轴压刚度和延性均出现了不同程度的退化,其中圆钢管再生混凝土柱退化幅度最小且较为稳定,方钢管再生混凝土柱的延性随温度升高出现了正增长;随再生粗骨料取代率的增加,方钢管和圆钢管试件的极限承载力、初始轴压刚度和延性呈现先减小后增大的变化趋势,其波动范围为-15.3%~2.3%,而螺旋筋约束混凝土柱试件受取代率影响则相对较小,其变化范围为0~12.9%。     

高温喷水冷却后再生卵石混凝土应力-应变本构关系及有限元分析

为研究高温喷水冷却后再生混凝土(卵石类)的力学性能,以温度和取代率为变化参数设计并制作了60个标准圆柱体试块,并对其进行了单轴受压试验.观察了试块的破坏形态,获取了全过程荷载-位移曲线,提出了适用于ABAQUS有限元分析的高温喷水冷却后再生混凝土本构方程,并基于前期试验验证了该本构关系.研究表明:高温喷水冷却后再生卵石混凝土在较高温度作用后出现酥松和爆裂的现象;烧失率在温度较低时出现正增长;高温喷水冷却后全再生混凝土在轴压试验中产生更多细小的裂纹,再生混凝土比普通混凝土有着更低的峰值应力和峰值应变,但有着更好的延性;所提出的高温喷水冷却后再生混凝土剩余承载力计算方法有一定适用性;基于前期22根高温喷水冷却后再生混凝土梁试验,考虑温度和取代率提出的本构方程在ABAQUS中有较好的适用性.     

CFRP-PVC管内置螺旋筋混凝土柱抗震性能试验研究

聚氯乙烯(PVC耐腐蚀)、碳纤维(CFRP轻质高强)和螺旋筋(强塑性)进行组合可以使材料特性充分互补从而为混凝土提供约束，有效改善钢筋混凝土的力学性能。为研究CFRP-PVC管内置螺旋筋混凝土柱的抗震性能，以螺旋筋直径、螺旋筋间距和剪跨比为变化参数，完成9个试件的低周反复加载试验。结果表明：绝大部分试件发生了CFRP-PVC复合管断裂的压弯破坏，螺旋筋在达到极限荷载后在受压区提供明显约束作用，从而提高抗震性能；所有试件破坏延性在2.76～4.35之间，极限层间位移角均大于1/30,满足规范要求；螺旋箍筋直径的减小、螺旋筋间距的增加和剪跨比的增大均使试件的抗剪承载力和延性降低，但对刚度退化影响不大。基于ABAQUS软件建立的精细有限元模型能较准确地预测CFRP-PVC螺旋筋复合约束混凝土柱在恒定轴力和反复水平力下的承载力和内部混凝土开裂行为，参数分析表明：轴压比、混凝土强度显著影响试件的承载力和变形能力，纵筋强度和直径对试件承载力和屈服后的刚度影响较大，并提出混凝土强度与轴压比限值的匹配关系。所提出的压弯承载力计算方法在较低轴压比和使用普通强度等级混凝土时具有良好的适用性。     

CFRP-PVC管约束珊瑚海水海砂混凝土柱轴压性能试验研究及有限元分析

为研究碳纤维增强聚合物-聚氯乙烯复合管(CFRP-PVC)约束珊瑚海水海砂混凝土(CSSC)柱的轴心受压性能,对6个试件进行轴心受压加载试验和有限元参数分析,重点研究了PVC管内、外表面CFRP层数和脱空缺陷对该组合柱轴压性能的影响。结果表明,CFRP-PVC管可以有效约束CSSC,使其处于三轴受压状态,当内、外壁均粘贴CFRP时可以有效减缓突然破坏的特征。相同情况下,管内壁粘贴1层CFRP时具有更好的延性和承载力,管外壁粘贴2层CFRP时约束应力提高系数高达121.5%,脱空缺陷仅对延性有显著影响。基于ABAQUS软件建立了CFRP-PVC约束CSSC柱有限元模型,准确还原了组合柱在轴向荷载作用下的破坏过程和CFRP损伤形态。当组合柱套箍系数小于0.3或长径比大于14.54时,荷载-位移曲线会失去强化段,提高外层CFRP层数会小幅提高强化段刚度。提出了适用于CFRP-PVC约束CSSC的承载力计算方法,误差为1.2%。