型钢再生混凝土梁受弯性能足尺试验

钢-再生混凝土组合梁的受力性能足尺试验研究工作目前尚少。为此，进行了6个型钢再生混凝土梁足尺试件受弯性能试验，各试件尺寸、配筋、内置型钢一致，梁长3 300mm、净跨3 000mm,梁截面高300mm、宽200mm,梁截面内置H型钢的型号为HN200×100×5.5×8。各试件均采用再生粗骨料混凝土，再生粗骨料取代率分为0%、50%、100%,混凝土设计强度等级分为C30、C60。采用三分点加载的方式，试验分析了各试件的承载力、变形及耗能能力，以及设计参数对试件抗弯性能的影响。结果表明：在加载过程中梁内型钢与再生混凝土共同工作性能良好；合理采用再生粗骨料取代率情况下，型钢再生混凝土梁受弯性能和破坏形态与型钢普通混凝土梁接近；提高再生混凝土强度可以显著提高型钢再生混凝土梁的承载力、变形能力和耗能能力。     

再生混凝土梁受弯性能试验研究

通过试验比较了4根再生混凝土梁和1根天然混凝土梁在集中荷载作用下的抗弯性能,分析了再生骨料取代率对再生混凝土梁承载力、抗裂度、变形以及裂缝宽度等方面的影响,并对现行《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力公式对再生混凝土梁极限承载力计算的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大,抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力安全可行但安全储备有所减小。     

再生混凝土梁剪扭复合受力性能试验研究

为研究再生混凝土梁的剪扭复合受力性能,以扭剪比和再生粗骨料取代率为试验参数,通过自行设计加载装置进行了7根再生混凝土梁的静力加载试验,观察试件的受力过程和破坏形态,分析不同设计参数对试件剪扭复合受力性能的影响。研究结果表明:再生混凝土梁的破坏形态与普通混凝土梁相近,随着扭剪比的增加,试件的破坏形态逐渐由受剪破坏向受扭破坏过渡;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的初始抗扭刚度和开裂荷载均有所降低,同时破坏时的脆性特征明显,但承载力降幅不大;GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中公式可用于计算再生混凝土梁剪扭复合承载力。     

型钢再生混凝土梁受剪性能试验研究

为研究型钢再生混凝土梁的受剪性能,进行了10根型钢再生混凝土梁和2根型钢普通混凝土梁的抗剪性能试验,考虑了再生粗骨料取代率、剪跨比和混凝土强度3个影响因素。12根试验梁中有8根发生剪切斜压破坏,4根发生弯剪破坏。试验表明,在型钢再生混凝土梁中配置一定数量的箍筋可避免剪切粘结破坏的发生,型钢再生混凝土梁与型钢普通混凝土梁受力过程相似,且强度并没有明显降低。     

型钢再生混凝土梁受弯性能试验及承载力计算

为了研究型钢再生混凝土(SRRAC)梁的受力性能,设计6个试件进行静力加载试验,考虑了再生粗骨料取代率和混凝土强度等级两个变化参数。通过试验,观察了该类梁的裂缝形态和破坏特征,获取其受力破坏全过程荷载-挠度曲线、截面的应变分布、极限承载力等重要参数;深入分析了再生粗骨料取代率、混凝土强度对型钢再生混凝土梁受力性能的影响规律;基于试验数据,探讨了型钢再生混凝土梁的正截面承载力计算方法。研究结果表明:再生粗骨料取代率对型钢再生混凝土梁的承载能力有一定的影响,随着取代率的增加,型钢再生混凝土梁的承载力有所提高,提高的幅度为5.95%¹7.63%;受力过程中截面的应变分布符合平截面假定,型钢再生混凝土梁具有良好的承载能力和变形性能。最后,提出了型钢再生混凝土梁正截面极限承载力计算方法,研究结果可供相关科学研究和工程应用参考。     

非连续级配再生粗骨料自密实混凝土梁受力性能试验研究北大核心CSCD

为了研究非连续级配自密实再生混凝土梁的受力性能,设计并制作了6根非连续级配自密实再生混凝土梁试件,并对其进行静力单调加载试验,观察不同再生骨料取代率下不同强度非连续级配自密实再生混凝土梁的破坏过程及破坏形态,绘制出荷载-变形、荷载-应变等关系曲线,分析了再生粗骨料取代率对试件极限承载力的影响;采用规范公式计算试件极限承载力和刚度并与试验值进行对比分析。结果表明:非连续级配自密实再生混凝土梁与普通混凝土梁的破坏过程和形态相似;再生粗骨料取代率对于最终跨中挠度的大小并没有明显的影响;混凝土规范方法可适用于非连续级配自密实再生混凝土梁的极限承载力及短期刚度计算。     

非连续级配再生粗骨料自密实混凝土梁受力性能试验研究

为了研究非连续级配自密实再生混凝土梁的受力性能,设计并制作了6根非连续级配自密实再生混凝土梁试件,并对其进行静力单调加载试验,观察不同再生骨料取代率下不同强度非连续级配自密实再生混凝土梁的破坏过程及破坏形态,绘制出荷载-变形、荷载-应变等关系曲线,分析了再生粗骨料取代率对试件极限承载力的影响;采用规范公式计算试件极限承载力和刚度并与试验值进行对比分析。结果表明:非连续级配自密实再生混凝土梁与普通混凝土梁的破坏过程和形态相似;再生粗骨料取代率对于最终跨中挠度的大小并没有明显的影响;混凝土规范方法可适用于非连续级配自密实再生混凝土梁的极限承载力及短期刚度计算。     

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。     

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。     

再生混凝土梁抗弯承载力试验研究

通过对5根配筋率、混凝土抗压强度相同,再生粗骨料取代率不同的再生混凝土简支梁的抗弯试验,分析再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果经对比发现:再生混凝土梁正截面在受力过程中仍具有明显的弹性、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取代率的增加逐渐增大,并且再生混凝土梁后期变形能力好,具有较好的延性。     

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。     

再生碎砖混凝土墙梁抗弯性能分析

以废弃碎砖块为再生骨料制成的再生碎砖混凝土作为墙体材料,制作了一种新型墙梁,并与普通砖墙梁进行了试验对比分析,结果表明:再生碎砖混凝土墙梁的承载力大于普通砖墙梁的承载力,且延性更好。     

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.     

再生骨料混凝土在某框架结构中的应用及长期应变监测

以再生骨料混凝土在框架结构中的应用为工程背景,将分布于框架结构对称位置的再生及普通混凝土构件进行长期监测,分析再生骨料混凝土应用于不同类型构件的可行性。在实验室测试原位浇筑的再生与普通骨料混凝土抗压强度,在现场对再生及普通骨料混凝土梁、板、柱构件进行混凝土应变的长期对比监测。分析结果表明：采用优化配合比设计的再生骨料混凝土,其强度略低于普通骨料混凝土;当再生骨料混凝土应用于各类实体构件时,其早龄期抵抗由于干缩效应引起的拉应变的能力优于普通骨料混凝土,但再生骨料混凝土抵抗由于荷载及温度变化引起变形的能力劣于普通骨料混凝土;再生骨料混凝土各类构件应变发展与普通构件相当,再生骨料混凝土可应用于框架结构的梁、板、柱等构件中。     

Long term performance of recycled concrete beams with different water–cement ratio and recycled aggregate replacement rate

The purpose of this study is to reveal the service performance of recycled aggregate concrete (RAC) components for different values of water−cement ratio and replacement rate of recycled coarse aggregate (RCA). Generally, the concrete strength decreases with the increase of the replacement rate of RCA, in order to meet the strength requirements when changing the replacement rate of RCA, it is necessary to change the water−cement ratio at the same time. Therefore, the axial compressive strengths of prism with 25 mix proportions, the short-term mechanical properties and long-term deformation properties of reinforced concrete beams were tested respectively by changing water−cement ratio and RCA replacement rate. The bearing capacity and the strain nephogram of samples under different loads were obtained using the Digital Image Correlation (DIC) method, and a self-made gravity loading experimental device was used for long-term deformation investigation. Results showed that the damage pattern of RAC was the same as that of natural aggregate concrete (NAC), but the brittleness was more pronounced. The brittleness of concrete before failure can be reduced more effectively by adjusting the replacement rate of RCA than by adjusting the water−cement ratio. The water−cement ratio has an evident influence on the axial compressive strength and early creep of concrete, while the replacement rate of RCA has a remarkable effect on the long-term deformation of the concrete beams.     

考虑钢筋锈蚀的纳米SiO2强化再生骨料混凝土梁受力性能研究

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,分别考虑强化液中纳米SiO₂掺量、再生粗骨料取代率的影响,设计制作了1根普通混凝土基准梁和8根再生骨料混凝土矩形截面梁,采用内置近距离小阴极的方法对梁内受力钢筋进行通电非均匀加速锈蚀,待受拉主筋锈蚀到一定程度后进行四点受弯加载,对加载过程中的裂缝开展情况、荷载-挠度曲线以及极限承载力进行了记录及分析。考虑钢筋锈蚀率及再生骨料取代率等因素的影响,对锈胀开裂之后的再生骨料混凝土梁的承载力计算公式进行了修正,得出了可用于设计的受弯承载力计算公式。结果表明:相同锈蚀程度下,强化再生骨料混凝土梁的抗弯承载力比天然骨料混凝土有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化较多,抗弯承载力下降19.3%; 混凝土裂缝开展趋势较为一致,最大裂缝宽度随钢筋锈蚀程度增加而增大,随纳米SiO₂掺量增加先减小后增大; 近距离小阴极通电可实现混凝土内钢筋的加速非均匀锈蚀; 所提出的方法及获得的结论有助于推动再生骨料混凝土在沿海等不利环境中的应用。     

再生混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

通过3个再生混凝土框架梁柱中节点试件在低周反复荷载下的加载试验，对其破坏形态、滞回性能、延性特征、刚度退化等进行了研究，为再生混凝土结构的工程应用提供试验依据和理论基础。研究结果表明：再生混凝土节点受力和破坏过程可分为初裂阶段、通裂阶段、极限阶段、破坏阶段；节点核心区剪切破坏时，混凝土多沿再生骨料新老砂浆界面呈酥松状破坏，表现出明显脆性性质；增加箍筋数量，可以提高节点核心区的受剪承载力；在核心区发生剪切破坏前，梁根部纵筋能够充分发挥变形能力，滞回曲线较为丰满；施加轴向压力，可延缓节点裂缝的开展，抑制梁纵筋黏结滑移，有助于提高试件的抗震性能；再生混凝土试件具有一定的延性和耗能能力，通过合理的设计可以用在抗震设防地区。     

钢管再生混凝土轴压长柱试验研究及力学性能分析

设计5个圆钢管再生混凝土长柱和5个方钢管再生混凝土长柱,对其进行轴压静力单调加载试验,考虑截面形式、再生粗骨料取代率、长细比3个变化参数,观察试件受力的全过程和破坏形态,得到试件屈服应变、峰值变形、承载力等重要特征点数据,绘制出荷载-变形、荷载-应变、轴压刚度-变形等关系曲线,并分析变化参数对试件承载力的影响规律,采用相关规程计算2种截面形式的钢管再生混凝土轴压长柱的承载力以及在正常使用极限状态下的刚度。试验研究和计算结果表明：钢管再生混凝土轴压长柱受力过程均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,破坏形态主要有材料强度破坏和弹塑性失稳破坏;再生粗骨料取代率对钢管再生混凝土轴压长柱的承载力影响不大;长细比对圆钢管再生混凝土试件承载力影响较大,随长细比的增加,试件的承载力逐渐降低,而对方钢管再生混凝土试件承载力影响较小。基于计算结果,给出了2种截面形式的钢管再生混凝土轴压长柱的承载力及轴压刚度的设计建议。研究结果可为钢管再生混凝土结构的进一步研究和推广应用提供参考。     

再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

以某10年龄期的既有建筑物废弃混凝土作为再生粗骨料原料,配制了坍落度达140 mm的C40泵送混凝土。以再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率为主要研究参量,对配制的混凝土试块的立方体抗压、棱柱体抗压、劈裂抗拉和弹性模量等力学性能指标进行了系统的试验研究。结果表明,再生混凝土的抗压、劈裂抗拉破坏形态与普通混凝土基本一致。在满足坍落度一定的前提下,立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量随着再生骨料取代率的增加而降低,而随着粉煤灰取代率的增加而有所提升;劈裂抗拉强度离散性较大,无明显规律;各力学指标间关系受再生粗骨料和粉煤灰取代率的影响也不明显。研究结果可为再生粗骨料的应用提供参考。     

Axial compression tests and numerical simulation of steel reinforced recycled concrete short columns confined by carbon fiber reinforced plastics strips

To research the axial compression behavior of steel reinforced recycled concrete (SRRC) short columns confined by carbon fiber reinforced plastics (CFRP) strips, nine scaled specimens of SRRC short columns were fabricated and tested under axial compression loading. Subsequently, the failure process and failure modes were observed, and load-displacement curves as well as the strain of various materials were analyzed. The effects on the substitution percentage of recycled coarse aggregate (RCA), width of CFRP strips, spacing of CFRP strips and strength of recycled aggregate concrete (RAC) on the axial compression properties of columns were also analyzed in the experimental investigation. Furthermore, the finite element model of columns which can consider the adverse influence of RCA and the constraint effect of CFRP strips was founded by ABAQUS software and the nonlinear parameter analysis of columns was also implemented in this study. The results show that the first to reach the yield state was the profile steel in the columns, then the longitudinal rebars and stirrups yielded successively, and finally RAC was crushed as well as the CFRP strips was also broken. The replacement rate of RCA has little effect on the columns, and with the substitution rate of RCA from 0 to 100%, the bearing capacity of columns decreased by only 4.8%. Increasing the CFRP strips width or decreasing the CFRP strips spacing could enhance the axial bearing capacity of columns, the maximum increase was 10.5% or 11.4%, and the ductility of columns was significantly enhanced. Obviously, CFRP strips are conducive to enhance the axial bearing capacity and deformation capacity of columns. On this basis, considering the restraint effect of CFRP strips and the adverse effects of RCA, the revised formulas for calculating the axial bearing capacity of SRRC short columns confined by CFRP strips were proposed.