免拆EPS模板再生混凝土剪力墙热工性能试验研究

免拆EPS模板再生混凝土剪力墙结构研究涉及两项重要内容,一是剪力墙受力性能,二是剪力墙热工性能。研究了免拆EPS模板再生混凝土剪力墙的热工性能。进行了4个剪力墙试件的热工性能试验研究,试件1为普通C40混凝土剪力墙,试件2为粗骨料采用100%再生粗骨料、细骨料采用普通砂的C40再生混凝土剪力墙,试件3为在试件2基础上单侧加设EPS模板的剪力墙,试件4为在试件2基础上双侧加设EPS模板的剪力墙。各试件高、宽一致。采用C-533CD-WTF稳态热传递热工性能试验装置进行试验。基于试验分析了各试件的传热系数、试件厚度方向温度分布、输入功率随时间变化至稳态的过程。研究表明:再生混凝土剪力墙比普通混凝土剪力墙保温性能好;单侧加设EPS免拆模板可明显提高墙体的保温效果;双侧加设EPS免拆模板后可进一步提高墙体保温效果,但提高的幅度减缓;免拆EPS模板再生混凝土剪力墙可用于节能型剪力墙结构设计。     

再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为了研究不同再生骨料取代率对剪力墙性能的影响,进行了4个剪跨比为1.0的低矮剪力墙的低周反复荷载试验研究,包括1个普通混凝土剪力墙和3个再生混凝土剪力墙.在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特征、耗能及破坏特征.研究表明:与普通混凝土剪力墙相比,再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能略差,且随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势;暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能;在一定的条件下,再生混凝土可用于一些剪力墙结构的抗震设计.     

再生混凝土高剪力墙抗震性能试验研究

再生混凝土剪力墙适用于多层住宅结构.为了研究再生混凝土剪力墙和再生混凝土带暗支撑剪力墙的抗震性能,进行了5个剪跨比为2.0的高剪力墙的低周反复荷载试验研究.试验模型包括:1个用作比较的普通混凝土高剪力墙,3个再生混凝土高剪力墙,1个再生混凝土带暗支撑高剪力墙.分析了其承载力、刚度及其退化过程、耗能、延性、破坏特征和破坏机制等.试验表明:与普通混凝土高剪力墙相比,再生混凝土高剪力墙的抗震性能略差;随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土高剪力墙的抗震性能呈下降趋势;这种再生混凝土高剪力墙,经过合理设计可以满足多层剪力墙住宅结构抗震要求.     

内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1/3缩尺的中高剪力墙的抗震性能试验研究,包括1个混凝土中高剪力墙、1个内藏钢框架组合中高剪力墙和1个内藏钢桁架组合中高剪力墙。在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性及破坏特征。试验表明:内藏钢框架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙明显提高;内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙显著提高。     

带竖向构造钢筋再生混凝土砖结构振动台试验研究

提出了带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体结构,进行了2个两层再生混凝土砖砌体房屋结构1/2缩尺模型的模拟地震振动台试验研究,2个结构模型的墙体厚度均为120 mm,一层设有门洞和窗洞,二层设有窗洞。2个模型中,1个为带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋,1个为普通无竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋。试验中输入El Centro地震动,测试分析了台面加速度反应、一层和二层顶板加速度反应、结构层间位移反应以及各阶段结构损伤与破坏特征等。研究表明:带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋比普通再生混凝土砖砌体房屋的破坏程度轻,墙体裂缝位置相对错动小,抗震性能显著提高;带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋可用于地震区村镇建筑。     

不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究再生保温混凝土剪力墙的抗震性能,进行了3种不同剪跨比再生保温混凝土剪力墙的低周往复荷载试验。根据试验结果,分析了各试件在承载力、延性性能、滞回曲线、骨架曲线、刚度及其退化过程的特征。试验与分析结果表明:剪跨比对再生保温混凝土中高和低矮剪力墙延性影响不大,以及对高和中高剪力墙屈服前刚度衰减影响不明显;再生保温混凝土高墙及中高墙有明显的塑性变形阶段,耗能能力好,低矮墙易发生脆性破坏。     

钢管混凝土边框内藏分块钢板双肢剪力墙振动台试验研究

提出了钢管混凝土边框内藏分块钢板组合双肢剪力墙,为研究分块钢板布置型式对其抗震性能的影响,进行了3个1/15缩尺的不同分块钢板布置型式的双肢剪力墙试件的模拟地震振动台比较试验,试件1为钢管混凝土边框双肢剪力墙,试件2为钢管混凝土边框内藏分块钢板双肢剪力墙,试件3为钢管混凝土边框内藏整块钢板双肢剪力墙。台面输入EL-Centro地震波。试验研究了不同峰值加速度输入下试件的加速度、位移地震反应,分析了钢管、钢板、混凝土的损伤演化过程以及双肢墙震后自振频率衰减特征。结果表明:内藏分块钢板双肢剪力墙与无内藏钢板双肢剪力墙相比,抗侧刚度大,承载力高,性能退化慢;与内藏整块钢板双肢剪力墙相比,抗侧刚度略小,承载力略低,性能退化慢,延性性能好。钢管混凝土边框组合双肢剪力墙可用于抗震设计。     

再生混凝土框架柱抗震性能试验研究

进行了再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的3个再生混凝土框架柱低周反复荷载的对比试验,在相同轴压比、不同取代率的情况下,对普通混凝土与再生混凝土框架柱、再生混凝土框架柱之间不同取代率的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性等问题进行了对比分析。试验结果表明再生混凝土与普通混凝土框架柱的破坏过程相似,前者的滞回特性、延性和耗能均满足抗震要求,因此在有抗震设防要求地区的框架中采用再生混凝土是可行的,但再生混凝土较普通混凝土框架柱构件延性减小,耗能能力降低,不建议直接采用原有设计方法,需进行合理的构造加强措施。     

双向单排配筋中高剪力墙抗震性能试验研究

双向单排配筋剪力墙结构适用于多层住宅结构。本文进行了1个普通双向双排配筋混凝土中高剪力墙、2个双向单排配筋混凝土中高剪力墙和1个带暗支撑双向单排配筋混凝土中高剪力墙的低周反复荷载试验,以研究双向单排配筋混凝土中高剪力墙的抗震性能及暗支撑对这种新型墙体结构的作用。较系统地分析了其承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能、破坏机制和破坏特征等。试验表明,经过合理设计,这种双向单排配筋混凝土中高剪力墙可以满足多层住宅结构抗震要求。     

钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙振动台试验研究

进行了4个钢管混凝土叠合边框剪力墙模型的模拟地震振动台试验,包括:1个高宽比为1.6的钢管混凝土叠合边框剪力墙,1个高宽比为1.6的钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙,1个高宽比为3.0的为钢管混凝土叠合边框剪力墙,1个高宽比为3.0的钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙。试验中输入Taft地震波,测试了各试件在不同峰值加速度下的时程地震反应及其动力特性,分析了剪力墙损伤过程及破坏特征。研究表明,钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙比普通钢管混凝土叠合柱边框剪力墙承载力高、刚度退化慢、延性好、抗震耗能能力强。     

Shaking table experimental study of recycled concrete frame-shear wall structures

In this study, four 1/5 scaled shaking table tests were conducted to investigate the seismic performance of recycled concrete frame-shear wall structures with different recycled aggregates replacement rates and concealed bracing detail. The four tested structures included one normal concrete model, one recycled coarse aggregate concrete model, and two recycled coarse and fi ne aggregate concrete models with or without concealed bracings inside the shear walls. The dynamic characteristics, dynamic response and failure mode of each model were compared and analyzed. Finite element models were also developed and nonlinear time-history response analysis was conducted. The test and analysis results show that the seismic performance of the recycled coarse aggregate concrete frame-shear wall structure is slightly worse than the normal concrete structure. The seismic resistance capacity of the recycled concrete frame-shear wall structure can be greatly improved by setting up concealed bracings inside the walls. With appropriate design, the recycled coarse aggregate concrete frame-shear wall structure and recycled concrete structure with concealed bracings inside the walls can be applied in buildings.     

上部再生混凝土双肢剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1∶4缩尺的四层双肢剪力墙模型抗震性能的对比试验,连梁跨高比为1.5。模型1为普通混凝土双肢剪力墙,模型2为全再生混凝土双肢剪力墙,模型3为底部两层普通混凝土、上部两层再生混凝土双肢剪力墙。分析了各双肢剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征。结果表明:与普通混凝土双肢剪力墙相比,全再生混凝土双肢剪力墙的抗震性能略差,底部两层普通混凝土、上部两层再生混凝土的双肢剪力墙与普通混凝土双肢剪力墙抗震性能接近。建立了再生混凝土双肢剪力墙的承载力计算模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

再生混凝土框架顶层角节点的抗震性能试验研究

通过对3榀再生混凝土框架顶层角节点(再生粗骨料掺量为100%)在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,对试件的破坏形态、延性、耗能能力等进行了分析。研究表明,再生混凝土框架顶层角节点试件在低周反复荷载作用下经历初裂、通裂、极限、破坏4个阶段,最终呈节点核心区剪切破坏。位移延性系数在3.27～3.95之间,具有良好的抗震性能,可用于有抗震设防要求的框架。采用ANSYS软件建立了节点的有限元计算模型,进行了单调荷载下的有限元非线性分析,得到了骨架曲线和试件的应力分布形态,有限元计算结果与试验结果吻合较好。采用《混凝土结构设计规范》规定的公式对角节点抗剪强度进行了计算并与试验数据相比较,发现计算值偏于不安全。     

低周反复扭矩下再生混凝土受扭构件抗震性能试验研究

通过对两根再生混凝土试件(再生骨料替代率为100%)在低周反复纯扭荷载作用下的抗震性能试验,对再生混凝土纯扭试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力等进行了分析。研究表明,再生混凝土受扭试件在低周反复扭矩作用下滞回环呈反S形,延性系数在3.67～4.14之间,具有良好的抗震性能。结合混凝土结构设计规范推导了抗扭承载力的计算公式,其计算值与试验值符合较好,具有一定的参考价值。     

Tilt-up建筑体系新型再生混凝土夹心保温墙体抗震性能试验

为研究Tilt-up建筑体系新型再生混凝土夹心保温墙体的抗震性能,设计制作3片分别带有门洞、窗洞、不带洞口的新型再生混凝土夹心保温墙和1片普通再生混凝土剪力墙试件,进行水平低周反复荷载试验。着重考察了墙体的开裂方式、破坏形态、滞回性能、承载力以及刚度退化性能、耗能性能等。试验结果表明:不带洞口的新型再生混凝土夹心保温墙体和传统的再生混凝土墙体均具有良好的抗震性能,洞口形式对新型再生混凝土夹心保温墙体的抗震性能影响较大,提出应严格控制开洞大小和形式,并配置加强筋以防止墙肢发生剪切脆性破坏等建议。     

再生混凝土短柱抗震性能试验研究

本文进行了4个剪跨比为1.75的再生混凝土短柱模型抗震性能对比试验,模型按1/2缩尺。模型1为普通混凝土短柱,模型2为再生粗细骨料取代率均为50%的再生混凝土短柱,模型3为再生粗细骨料取代率均为100%的再生混凝土短柱,模型4为再生粗细骨料取代率均为100%且带交叉钢筋的再生混凝土短柱。分析了各模型的承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、位移延性、耗能能力、破坏形态。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度、承载力、耗能能力明显下降;加设交叉钢筋的试件抗震性能显著提高;再生混凝土柱可以在轴压比较小的结构中应用。提出了基于再生混凝土强度折减的承载力简化计算方法,计算结果与实测值符合较好。     

Seismic behavior of large-scale FRP-recycled aggregate concrete-steel columns with shear connectors

The application of fiber-reinforced polymer (FRP) composites for the development of high-performance composite structural systems has received significant recent research attention. A composite of FRP-recycled aggregate concrete (RAC)-steel column (FRSC), consisting of an outer FRP tube, an inner steel tube and annular RAC filled between two tubes, is proposed herein to facilitate green disposal of demolished concrete and to improve the ductility of concrete columns for earthquake resistance. To better understand the seismic behavior of FRSCs, quasi-static tests of large-scale basalt FRSCs with shear connectors were conducted. The influence of the recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage, shear connectors and axial loading method on the lateral load and deformation capacity, energy dissipation and cumulative damage were analyzed to evaluate the seismic behavior of FRSCs. The test results show that FRSCs have good seismic behavior, which was evidenced by high lateral loads, excellent ductility and energy dissipation capacity, indicating RAC is applicable in FRSCs. Shear connectors can significantly postpone the steel buckling and increase the lateral loads of FRSCs, but weaken the deformation capacity and energy dissipation performance.

     

再生混凝土框架抗震性能试验研究

通过2榀再生骨料掺量分别为25%、50%的再生混凝土框架和1榀普通对比混凝土框架的低周反复加载试验,研究了再生混凝土框架的受力全过程、开裂荷载和极限承载力、破坏形态,分析了再生混凝土框架的滞回曲线、骨架曲线、变形性能、耗能能力等抗震性能,并和普通混凝土框架进行了对比分析。研究结果表明,随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土框架的极限承载力、变形能力、耗能能力等抗震性能没有明显降低,再生混凝土框架具有较好的抗震性能,再生混凝土框架应用于实际工程是可行的。文中研究成果可为再生混凝土框架结构的工程应用提供依据。