Abstract ：

为了解柱内配置弱粘结超高强纵筋的再生混凝土梁柱中节点抗震损伤演化规律及可恢复性能,进行了4个可恢复功能再生混凝土梁柱中节点低周反复荷载试验,分析了超高强钢筋配置量、再生骨料取代率和节点核心区体积配箍率等因素对其损伤发展、滞回特性、可恢复性能的影响。基于试验结果,考虑超高强钢筋与再生混凝土的弱粘结,建立了有限元分析模型。研究结果表明:各试件节点核心区混凝土的损伤程度较轻,最终均发生梁端剪切破坏;柱内配置弱粘结超高强纵筋的再生混凝土梁柱中节点具有较好的抗震性能和可恢复性能,增大节点核心区体积配箍率可进一步延缓节点核心区剪切斜裂缝的产生和发展;再生骨料取代率对柱内配置弱粘结超高强纵筋混凝土梁柱节点的抗震性能和可恢复性能影响较小。

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梁柱中节点 可恢复性能 再生混凝土 抗震性能 弱粘结超高强钢筋

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为研究再生混凝土内部微裂纹演变过程与再生骨料取代率、骨料分布及骨料形状的关系,建立再生骨料取代率为0％,30％,50％,70％及100％的二维圆形及任意凸多边形随机骨料模型,通过势能显式基面力元法模拟位移控制模式的单轴压缩试验.结果表明:基面力元法可以用于研究再生混凝土等非均质材料的细观断裂损伤;单轴受压时内部微裂纹首先出现在粘结带位置,随后绕骨料形成离散裂纹,最终在骨料密集区域形成1～2条斜向45° 连续破坏裂缝;试件内部微裂纹沿圆形骨料切向方向发展为与骨料直径呈垂直状态的斜向连续破坏裂缝,沿凸型骨料外轮廓线向骨料尖端方向发展为与骨料外轮廓线呈平行状态的斜向连续破坏裂缝;随着骨料取代率的增加,再生混凝土抗压强度逐渐递减,最终趋于稳定,凸型骨料再生混凝土抗压强度略高于圆形骨料再生混凝土.

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细观裂缝 基面力元法 圆形骨料模型 凸型骨料模型 再生骨料取代率

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基于势能显式基面力元法的再生混凝土细观裂缝研究

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圆形骨料模型 细观裂缝 再生骨料取代率 凸型骨料模型 基面力元法

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建立6种不同再生骨料取代率细观数值模型,基于基面力元法研究单轴压缩荷载作用下5种不同再生老砂浆强度对混凝土内部微裂纹的扩展及单轴抗压强度的影响。研究表明:基于势能原理的基面力元法可以推导荷载作用下混凝土等非均质材料的单元应变及单元刚度矩阵;单轴压缩荷载作用下,再生混凝土的抗压强度随着再生骨料取代率的增加而递减、随着老砂浆强度的提高而递增;当取代率小于40%,老新砂浆强度比大于0.80时,老砂浆强度能显著提高单轴抗压强度;内部微裂纹首先出现在新老黏结带,然后穿过粗骨料密集区域形成连续破坏裂缝,裂缝宽度随着取代率的增加而增加,随着老砂浆强度的增加而减小。

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抗压强度 基面力元法 老砂浆强度 再生骨料取代率 裂纹扩展

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基于"基面力"概念及势能原理,给出任意三角形单元刚度矩阵及应变显式表达式。根据不同取代率的再生混凝土的细观结构特征,建立再生骨料取代率为0、25%、50%、75%、100%的二维任意多边形随机骨料模型,研究再生混凝土细观裂缝开展机理及抗拉强度。结果表明:基于"基面力"概念的新型有限元算法-"基面力元法",可以用于非均质材料的细观损伤及断裂机理研究;在圆形骨料内部生成基框架并延伸建立凸型骨料,效率高、更符合天然骨料形状;随着再生骨料取代率的增加,裂纹主要围绕再生骨料分布,裂纹扩展更随机,抗拉强度逐渐降低;位移加载时,内部微裂纹首先出现在新黏结带区域,随后向骨料尖端发展并贯穿新老砂浆,最终在骨料密...

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再生骨料取代率 基面力 数值模拟 细观裂缝

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基于"基面力"概念及连续介质学理论,介绍基于势能原理的三角形基面力元数值模型,推导单元刚度矩阵及单元应变显式表达式。根据再生混凝土的细观结构特点,建立再生骨料取代率分别为0、25%、50%、75%、100%的二维圆形随机骨料模型,研究不同再生骨料取代率下混凝土的抗拉强度及内部微裂纹的开展机理。数值模拟结果表明:基于"基面力"概念的新型有限元算法,可以用于研究非均质材料的细观损伤及断裂机理;位移加载时,内部微裂纹首先出现在黏结带位置,随后绕过骨料扩展为横向贯穿破坏裂缝;随着再生粗骨料取代率的增加,裂缝主要围绕再生骨料分布,试件抗拉强度逐渐递减;骨料密集区域裂缝曲折重叠,发展路径更随机,裂缝面桥现...

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裂纹扩展 再生骨料取代率 数值模拟 基面力元法

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为研究钢筋与再生混凝土黏结滑移性能,进行了13个梁式试件的钢筋-中高强度再生混凝土黏结性能试验。研究了钢筋外形、锚固长度、混凝土强度、再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明:再生粗骨料混凝土取代率为33%~66%、细骨料为天然砂时,钢筋-再生混凝土黏结强度与普通混凝土接近;再生粗骨料取代率100%、再生细骨料取代率50%以上时,钢筋-再生混凝土黏结性能明显退化;与普通混凝土相比,再生粗骨料混凝土的相对混凝土强度黏结效率系数有所提高;变形钢筋与再生混凝土的黏结强度明显好于光圆钢筋;钢筋与再生混凝土的黏结强度随钢筋相对锚固长度增大而减小;拟合所得的黏结-滑移本构模型,其计算值...

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钢筋 中高强度再生混凝土 黏结-滑移本构模型 静力试验 黏结效率

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研究并制作了一种进行钢筋与混凝土粘结滑移性能试验的新型梁式试件,该梁式试件具有同一试件分次完成左右两个不同钢筋锚固长度梁段的粘结滑移性能试验的特点。利用该装置完成了10个梁式试件、20个梁段的粘结滑移性能试验,分析了钢筋与再生混凝土之间粘结性能的影响因素,对实测粘结-滑移曲线进行了拟合,构造了本构模型。研究表明:再生骨料取代率、混凝土强度、钢筋外形、钢筋锚固长度、钢筋直径是影响试件粘结滑移性能的关键因素;与细骨料为天然砂、再生粗骨料的取代率为33%~66%的混凝土相比,钢筋与全再生粗细骨料混凝土的粘结强度明显降低;与光圆钢筋相比,变形钢筋与混凝土的粘结强度显著提高;钢筋与混凝土的粘结强度随钢筋...

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钢筋 中高强再生混凝土 粘结性能 梁式试件 影响因素

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为了研究再生混凝土梁在不同再生粗骨料取代率和不同再生细骨料取代率下其正截面的受力特点和破坏特征,进行了不同再生粗骨料取代率和不同再生细骨料取代率的足尺钢筋混凝土简支梁正截面抗弯性能试验。试验共有7根配筋及构造相同的试件梁,其截面尺寸为300 mm×200 mm,净跨为3 000 mm;再生粗骨料取代率有0%,33%,66%,100%共4种,再生细骨料取代率有0%,50%,100%共3种。试验采用三分点单向重复加载方式,研究了不同再生粗、细骨料取代率对梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、挠度、截面应变、裂缝及损伤破坏过程的影响。试验结果表明:再生混凝土梁在正截面受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和...

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再生粗骨料取代率 再生混凝土 受弯性能 再生细骨料取代率 足尺梁试件

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为研究钢筋中强再生混凝土梁在长期荷载下的徐变性能,通过对再生粗骨料取代率为0%,33%,66%,100%的7根再生钢筋混凝土梁进行长期变形试验研究,分析了再生骨料取代率以及持荷水平对再生混凝土梁徐变的影响。梁截面尺寸为200 mm×300 mm,长3 300 mm,净跨3 000 mm;再生混凝土设计强度等级为C35-C45;试验已进行了275 d。研究表明:再生粗骨料混凝土梁徐变略大于普通混凝土梁,跨中刚度未受明显影响;再生混凝土梁挠度增大系数建议在普通混凝土梁挠度增大系数的基础上乘以1.1的修正系数。

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试验研究 挠度计算 徐变性能 中强再生混凝土 足尺梁试件

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