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摘要
再生块体混凝土是废旧混凝土循环利用的一条有效途径,课题组前期曾对再生块体混凝土及其构件的基本力学性能和抗灾性能进行了初步探索。在此基础上,为提高再生块体混凝土的施工质量和效率,本文对自密实再生块体混凝土的直剪性能进行了试验研究。同时,为将再生块体混凝土应用于叠合剪力墙结构,本文将钢管混凝土边缘约束、自密实混凝土和废弃混凝土块体三者结合起来,提出了一种自密实再生块体混凝土叠合剪力墙构件,并对其进行了拟静力试验研究与有限元分析。本文所做的主要工作和结论如下:1.开展了自密实再生块体混凝土棱柱体试件的双面直剪试验和单轴受压试验,揭示了废旧混凝土块体取代率和废旧混凝土块体特征尺寸对自密实再生块体混凝土直剪强度的影响规律,并得到了直剪强度试验值与抗压强度计算值之间的关系。研究表明:(1)自密实新混凝土强度远高于废弃混凝土时,废弃混凝土块体的掺入对试件的直剪强度起劣化作用;(2)废弃混凝土块体大小对自密实再生块体混凝土直剪强度和抗压强度的影响可忽略不计;(3)提出了当自密实新混凝土强度远高于废弃混凝土时,自密实再生块体混凝土直剪强度的预测公式;(4)自密实再生块体混凝土的直剪强度和受压强度之比随着废弃混凝土块体取代率和特征尺寸的变化基本上保持不变,且强度比近似值可取为1/10。2.开展了方钢管混凝土边缘约束自密实再生块体混凝土叠合剪力墙试件的拟静力试验,揭示了废旧混凝土块体取代率、轴压比和边缘约束端柱配钢率对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙承载力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线和耗能能力的影响。研究表明:(1)当废弃混凝土的抗压强度与新混凝土的抗压强度相差不大时,废弃混凝土块体的掺入对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的抗震性能影响不大;(2)自密实再生块体混凝土叠合剪力墙破坏位移角满足规范的要求,且墙体屈服后变性能力大,具有良好的延性;(3)轴压比的增加将会对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的抗震性能产生显著的影响;(4)废弃混凝土的掺入对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的耗能能力和刚度的影响有限,而方钢管厚度和轴压比在一定范围内增加可以提高其耗能能力和刚度;(5)提出了自密实再生块体混凝土叠合剪力墙水平承载力的预测公式。3.运用ABAQUS软件建立了方钢管混凝土边缘约束自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的计算模型,分析了废弃混凝土块体取代率、轴压比、方钢管厚度和预制墙板纵向钢筋配筋率等参数对叠合剪力墙水平承载力的影响。研究表明:(1)单调加载时自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的水平力—水平位移计算曲线上升段与往复加载试验骨架曲线总体吻合较好,但计算曲线的下降段与试验骨架曲线差别明显,尚无法很好再现该类构件的软化行为;(2)废弃混凝土取代率和预制墙板纵向钢筋配筋率的变化对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的水平承载力和初始刚度影响较小;(3)增大轴压比和边缘约束方钢管厚度可提高自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的水平承载力,但延性有所降低。
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