钢筋再生混凝土结构研究进展及其工程应用

再生混凝土绿色、环保,是实现建筑垃圾资源化再利用的重要途径。为了进一步推动钢筋再生混凝土结构的研究发展与工程应用,分析了钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的受力性能、抗震性能、抗火性能、氯离子侵蚀后性能、徐变及抗冻性能的研究现状及存在的不足,列举了典型工程案例,指出了需要深化研究的问题。研究表明,钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的上述多数性能较同类钢筋普通混凝土构件(结构)的均有不同程度的劣化,但可通过合理设计实现其与普通混凝土相当甚至更好的性能,可用于实际工程中。     

装配式轻钢框架-复合轻墙结构抗震性能试验研究

为适应装配式建筑在村镇低层住宅结构发展的需求,提出了一种装配式轻钢框架-复合轻墙结构。该结构由轻钢框架作为竖向承重体系,单排配筋再生混凝土薄墙板作为抗侧力构件与轻钢框架共同抵抗水平地震作用,再生混凝土薄墙板复合EPS保温模块和粉煤灰砌块层形成保温墙体。通过4个装配式轻钢框架-复合轻墙结构和1个轻钢空框架的低周反复荷载试验,分析了墙板分布钢筋间距和墙体构造形式(是否复合粉煤灰砌块层)对该结构抗震性能的影响。研究结果表明：轻钢框架与单排配筋再生混凝土薄墙板协同工作良好,结构具有明确的两道抗震防线,由于复合EPS保温模块和粉煤灰砌块,实现了抗震节能一体化;减小墙板分布钢筋间距和复合粉煤灰砌块层可显著提高结构承载力和延性。基于JGJ 138—2016《组合结构设计规范》及相关文献,给出了装配式轻钢框架-复合轻墙结构的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

矩形钢管混凝土边框组合剪力墙及筒体结构抗震研究

钢管混凝土边框组合剪力墙及筒体是一种新型抗侧力部件。该文对不同混凝土强度等级,不同轴压比,不同剪跨比,不同强弱抗剪连接键等设计参数的矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的抗震性能进行了研究。进行了2个普通钢筋混凝土剪力墙和7个矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的低周反复荷载试验,以及2个设置不同形式抗剪连接键的剪力墙节点的低周反复荷载试验。在试验基础上,对比分析了剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征。建立了组合剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。研究表明:这种新型组合剪力墙及筒体可有效地将混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大的优势与钢管混凝土柱抗震延性好的优势组合,钢管混凝土边框柱与混凝土剪力墙之间的抗剪连接键能可靠工作。工程应用效果良好。     

钢筋砼带暗柱异型柱纯框架与带支撑框架抗震性能比较分析

钢筋砼异型柱框架结构正由多层向中、高层发展。为增强其抗侧力能力,工程中常采用设计斜支撑的方法。异型柱框架加设斜支撑后,其结构性能特别是变形能力与纯框架结构有较大的差异。以往工程中斜支撑多是沿楼高等强度、等刚度设置,这样不够合理。为研究合理设置斜支撑的问题,笔者先后完成了１／３缩尺模型的异型柱纯框架及带斜撑异型柱框架结构的抗震性能试验,本文将它们的试验结构进行了比较分析,并介绍了带暗划型柱的设计方法     

多腔钢管混凝土分叉柱力学性能有限元分析

为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱的力学性能及设计方法,以北京某超高层建筑异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱为原型,在已进行的低周反复荷载试验基础上,对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱抗震性能进行有限元分析,研究了不同构造措施、不同钢材及混凝土强度等级等参数对钢管混凝土分叉柱抗震性能的影响.结果表明:基于本文提出的有限元建模方法,所得有限元分析结果与试验结果吻合较好;适当增加腔体数,设置肋板、角钢和钢管能够有效提高异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能;在等用钢量下,增加腔体数量比增加钢板厚度能更有效地提高分叉柱抗震性能;不同材料强度对异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能有较大影响,在进行其抗震设计时,宜选用强度等级匹配的钢材与混凝土.     

带斜筋单排配筋中高剪力墙抗震性能试验研究

为了解斜筋布置形式对单排配筋混凝土中高剪力墙抗震性能的影响,进行了4个带斜筋和1个不带斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙低周反复荷载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化和耗能能力,研究了斜筋角度和配筋比例对中高剪力墙抗震性能的影响。结果表明：对于低配筋量的单排配筋混凝土中高剪力墙,墙体分布钢筋的配置形式变化对其破坏形态、极限承载力和延性影响不大;配置斜筋可在一定程度上减小墙体剪切滑移变形,斜筋呈扇形布置对于减小墙体剪切滑移变形效果相对较好;与不配置斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙相比,配置斜筋的单排配筋混凝土中高剪力墙后期刚度衰减速度相对较慢,抗震耗能能力较好。     

框支密肋复合墙体拟静力试验研究

为研究底部大空间框支密肋复合墙结构的抗震性能,结合新型斜交肋格密肋复合墙板结构,进行2榀底部框架-剪力墙上部密肋复合墙体结构1/2比例模型拟静力试验.分析正交肋格和斜交肋格框支密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程、传力机理,探讨结构层间位移滞回特性,各构件钢筋的荷载-应变曲线,墙体的残余变形率.试验结果表明:框支密肋复合墙结构抗震性能优越,墙板独特的斜交式肋格构造形式有效提高结构的延性、变形性能,抗倒塌能力和可修复性.     

关于两阶段分析底层带支撑异型柱框架延性的问题

本文在模型试验的基础上，提出了按两阶段分析底层带支撑异型柱框架延性的概念，可供抗震设计参考。     

不同再生骨料取代率混凝土柱耐火性能试验研究

为研究不同再生骨料取代率混凝土柱的耐火性能,进行了3个足尺再生混凝土柱在竖向荷载和温度场耦合作用下的升温耐火试验.其中,2个试件再生粗骨料取代率为100％,细骨料为天然砂的半再生混凝土柱;1个试件为再生粗、细骨料取代率均为100％的全再生混凝土柱.在试验基础上,比较分析了各试件的截面温度变化、耐火极限、轴向变形、侧向挠度和破坏形态.研究表明:相同轴压比条件下,半再生混凝土柱的耐火极限随着混凝土强度的提高而降低;混凝土强度变化对温度场分布规律影响较小;半再生混凝土柱与全再生混凝土柱相比,混凝土材料性能退化较慢,耐火性能较好.     

往复偏心拉压荷载下矩形钢管混凝土柱工作性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土柱在往复偏心拉压荷载下的工作性能,进行了4个截面外廓尺寸为130 mm×170 mm的矩形钢管混凝土柱模型在往复偏心拉压荷载下的工作性能试验研究,其中:2个试件的钢板厚度为3 mm,相应配钢率为8.14%,一个试件有栓钉,一个试件无栓钉;2个试件的钢板厚度为1.5 mm,相应配钢率为4.07%,一个试件有栓钉,一个试件无栓钉。通过试验,对比分析了各试件承载力、刚度、延性和破坏特征。研究表明:矩形钢管腔体内设置栓钉可显著提高构件的抗拉和抗压性能;矩形钢管钢板厚度较大的试件对栓钉约束能力较强,可提高栓钉与混凝土的共同工作性能。