钢筋-再生混凝土黏结滑移性能试验

为研究钢筋与再生混凝土界面黏结性能和本构关系,考虑再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、钢筋类型、钢筋直径、锚固长度的影响,设计了15个梁式试件进行钢筋-再生混凝土黏结滑移性能试验.综合分析上述变量对荷载-滑移曲线、黏结强度、黏结效率的影响规律,给出了黏结-滑移本构关系的建议.结果表明:随再生粗骨料取代率增加,钢筋与混凝土之间的黏结强度减小,而抗滑移能力增强;再生细骨料的加入,导致再生混凝土的黏结性能明显退化;螺纹钢筋与再生混凝土的黏结强度约为光圆钢筋的2倍;钢筋与再生混凝土的界面黏结性能随着钢筋直径和锚固长度的增加而降低;建议的钢筋-再生混凝土的黏结-滑移本构关系和参数,与试验结果拟合较好.     

巨型钢管混凝土分叉柱节点压弯性能试验研究

为了解决构造措施对巨型钢管混凝土分叉柱节点承载力影响程度的问题,以在建工程北京"中国尊"为工程背景,进行了2个不同构造的分叉柱节点偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏特征、承载力、侧向抗弯刚度、侧向变形及应变规律.结果表明:试件的破坏形态以弯曲破坏为主,破坏位置与分叉柱节点刚度分布有关,且侧向变形主要发生在侧向位移较大的柱肢部分;在钢管屈服之前,柱肢异形截面符合平截面假定,钢材屈服以后基本符合平截面假定;在忽略横向构造措施承载力贡献的情况下,仅考虑钢管的约束效应计算承载力与实测值相差较大,说明受压区钢管及横隔板的组合约束效应更强.     

半装配式再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验

为研究半装配式单排配筋混凝土剪力墙结构的抗震性能以及再生混凝土在预制剪力墙中的应用效果,设计了4个不同轴压比下工字形半装配式单排配筋普通混凝土和再生混凝土剪力墙试件,试件由底部带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头竖向分布钢筋的基础梁、二者之间的坐浆层以及纵横墙交接处的现浇暗柱组成,基础梁顶部伸出的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接,并进行了低周反复荷载试验,分析了各个试件的破坏特征、承载力、刚度以及耗能等.结果表明:在水平荷载作用下,预制剪力墙与基础梁之间的连接部位出现水平通缝并产生较小滑移,墙身分布着X形交叉斜裂缝;随着轴压比的增大,试件的承载力提高,但延性较差;再生混凝土试件的破坏形态和受力性能与普通混凝土试件相近,再生混凝土可用于工厂预制的结构构件中;半装配式单排配筋混凝土剪力墙构造简单、施工方便,且抗震性能良好,可用于低多层剪力墙结构中.     

异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱轴压性能试验研究

为研究北京“中国尊”多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其受压性能的影响,进行了2个1/10缩尺的分叉柱节点区域模型试件轴心受压力学性能试验。设计了原型柱缩尺试件BAC以及在试件BAC基础上未配置纵向加劲肋及构造钢筋的试件WAC。分析了试件破坏特征,承载力、刚度及退化过程、延性、耗能能力等。研究表明：试件BAC满足受力要求,承载力较高、刚度退化速率缓慢、延性较好、耗能能力较强;与试件BAC相比,试件WAC构造措施简化,但其承载力变化不大,刚度退化较快、延性较差、耗能能力较弱;异形截面钢管混凝土柱后期变形发展与构件截面不规则程度有关。在忽略横隔板作用情况下,采用不同承载力计算方法并按是否考虑竖向构造措施的影响进行了承载力计算,结果表明采用不同方法计算承载力时,横隔板对承载力的贡献均较大,且因计算方法不同存在差异。     

基于ANSYS的改进遗传算法的实现

通过依靠大型通用有限元分析软件ANSYS强大而快速的计算求解能力,从而将改进遗传算法应用于实际三维结构中,并结合一钢结构算例说明将遗传算法与ANSYS软件结合解决大型三维结构的优化设计问题是完全可行的。     

EPS外墙外保温板的黏结性能试验研究

为解决外墙外保温及饰面层易剥离坠落的问题,提出了单排配筋聚苯模块复合墙体.通过低周反复剪切试验和垂直拉拔试验对复合墙体的黏结性能进行研究.低周反复剪切试验中,滞回曲线无下降段;增设连接桥后,正向承载力增加13.75%,正向初始刚度增加21.01%;增设连接桥和L形钢筋后,正向承载力增加28.27%,正向初始刚度增加44.49%;增设钢筋比仅增设连接桥试件耗能能力增加.垂直拉拔试验中,增设连接桥后,竖向拉拔力增加4.78%;增设连接桥和L形钢筋后,竖向拉拔力增加13.95%.结果表明：试件均从可发性聚苯乙烯（expandable polystyrene,EPS）模块表面发生剥离而最终破坏.燕尾槽与混凝土的机械咬合对黏结性能影响最大.连接桥与钢筋设置加强了防护层与模块整体性,对破坏特征影响较大.连接桥起支撑模板、固定模块、连接防护层等作用;钢筋有提高承载力、增强整体性等作用.

     

内藏桁架混凝土组合高剪力墙抗震性能

为改善混凝土高剪力墙的抗震性能,提出了内藏桁架混凝土组合高剪力墙,其内藏桁架包括钢桁架、钢筋桁架及型钢-钢筋组合桁架.该新型剪力墙为双重组合剪力墙,即将桁架与剪力墙两种受力体系组合、型钢与混凝土两种材料组合联合应用.进行了6个1/3缩尺的高剪力墙抗震性能试验研究;对比分析了普通混凝土高剪力墙、内藏钢框架混凝土高剪力墙和内藏桁架混凝土组合高剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减、滞回特性、耗能能力及破坏特征;建立了内藏桁架混凝土高剪力墙的刚度和承载力计算模型;提出了该新型剪力墙的抗震设计建议.计算结果与实测值符合较好.试验表明,内藏钢框架及内藏桁架混凝土高剪力墙的抗震性能比普通混凝土高剪力墙的抗震性能明显提高.     

足尺方钢管高强再生混凝土柱轴压试验

为研究方钢管高强再生混凝土柱的轴心受压性能,设计了3个方钢管高强混凝土柱足尺试件.3个试件几何尺寸相同,区别在于混凝土类型与内部构造.试件1为方钢管高强普通混凝土柱,试件2为方钢管高强再生混凝土柱,试件3为腔体内设置钢筋笼的方钢管高强再生混凝土柱.试验加载采用单向重复加卸载的方法.通过试验分析了各试件的破坏特征、承载力、耗能、延性和刚度,采用国内外5种规程对各试件轴心受压承载力进行了计算.研究表明:方钢管高强再生混凝土柱损伤过程和破坏形态与方钢管高强普通混凝土柱类似;方钢管内设置钢筋笼可显著提高试件的承载力、延性和耗能,减缓刚度退化;矩形钢管混凝土结构技术规程(CECS 159—2004)承载力计算公式可用于方钢管高强再生混凝土柱轴压承载力计算,计算结果与实测值符合较好.     

带暗支撑全再生混凝土低矮剪力墙的动力性能

为了解带暗支撑全再生混凝土低矮剪力墙的动力性能,进行了3个不同配筋率、不同配筋形式的低矮剪力墙振动台试验研究,其中1个为普通混凝土低矮剪力墙、1个为全再生混凝土低矮剪力墙、1个为带钢筋暗支撑全再生混凝土低矮剪力墙.在试验研究基础上,分析比较了各剪力墙在不同受力阶段的自振频率、加速度反应、位移反应和破坏特征;进行了有限元非线性时程反应分析,分析结果与试验结果符合较好.研究结果表明:全再生混凝土低矮剪力墙的自振频率比普通混凝土低矮剪力墙略低;通过增设钢筋暗支撑的方式可使全再生混凝土低矮剪力墙的抗震能力达到普通混凝土低矮剪力墙的抗震能力水平.     

再生混凝土强度对筒体耐火性能的影响

为进一步推动再生混凝土的应用,对再生混凝土构件的耐火性能进行了试验研究.设计了2个再生混凝土强度等级分别为C20和C30的全再生钢筋混凝土筒体模型,再生粗骨料及细骨料取代率均为100%.在试验炉内对筒体施加竖向轴力,并按标准曲线升温,进行了筒体模型在轴力及高温共同作用下的试验研究.对比分析了2个模型的耐火极限、温度场、破坏特征、墙体挠度及竖向位移.利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体内部温度场并与试验结果进行了对比,两者符合较好.研究表明,随再生混凝土强度的提高,筒体的耐火性能逐渐降低,耐火极限下降,易发生高温膨胀破坏.