再生保溫混凝土剪力墻抗震性能試驗與計算方法研究.pdf

1、隨著國家對建筑節(jié)能要求的不斷提升，綠色節(jié)能型建筑逐步成為社會關注的焦點及未來建筑發(fā)展的主流，以保溫混凝土為代表的自保溫結構體系以其在全壽命周期中衍生出的多種優(yōu)勢成為目前綠色節(jié)能型建筑材料研究的熱點。由于建筑業(yè)的高速發(fā)展對建筑原料需求的增加對資源的消耗和環(huán)境的損害日益增加，建筑廢料的循環(huán)利用成為目前建筑業(yè)急需解決的焦點問題，由建筑原材料中回收利用再生骨料在國外已經(jīng)開始普及并在國內(nèi)開始推廣，利用再生粗骨料生產(chǎn)的再生保溫混凝土，具有良好的自保

2、溫性能，導熱系數(shù)可達到0.35W/(m·K)以下，是一種新型“綠色混凝土”，是未來我國混凝土材料的發(fā)展趨勢。關于再生混凝土的力學特點與抗震能力，國內(nèi)已有眾多的相關研究，但對再生保溫混凝土結構抗震性能的研究則是空白，再生保溫混凝土既使用了再生粗骨料，同時又摻加了具有保溫性能的輕集料，所以對其承重與抗震性能的研究就顯得尤為必要。本文以再生保溫混凝土為研究對象，主要內(nèi)容包括:
　　(1)對再生保溫混凝土的抗壓強度分布規(guī)律及受壓應力應變?nèi)?/p>

3、曲線變化規(guī)律進行試驗研究。大量的試驗數(shù)據(jù)表明，再生保溫混凝土的立方體抗壓強度符合正態(tài)分布。再生粗骨料對再生保溫混凝土的立方體抗壓強度分布規(guī)律的影響程度要遠大于?；⒅閷υ偕鼗炷亮⒎襟w抗壓強度的影響，強度為35MPa的再生保溫混凝土彈性模量為2.13×104N/mm2。
　　(2)采用掃描電鏡(SEM)對再生保溫混凝土的微觀結構及各級荷載作用后的內(nèi)部微裂縫發(fā)展及分布規(guī)律進行觀察，并分析了其形成原因及影響因素，以對再生保溫混凝土

4、宏觀性能進行解釋。結果表明，隱藏于再生骨料內(nèi)部的由破碎所造成不可見的損傷，包括骨料及界面區(qū)，成為整個結構體系的薄弱區(qū)，納米級與微米級微粉活性摻合料使界面區(qū)孔洞的數(shù)量與尺寸都大為減少，?；⒅榈慕缑娌⒉皇窃偕鼗炷林凶畋∪鯀^(qū)。
　　(3)通過對36個試件進行中心拉拔試驗并擬合出鋼筋與混凝土之間粘結強度與滑移之間的關系曲線。試驗結果表明，再生保溫混凝土的低彈性模量造成拉拔初期鋼筋與混凝土之間的握裹力略低于普通混凝土。變形鋼筋與再生

5、保溫混凝土之間的粘結強度略大于普通混凝土，峰值滑移量較小，其粘結強度受水泥漿強度的影響較大，當變形鋼筋直徑較大時，再生保溫混凝土的破壞面出現(xiàn)沿骨料內(nèi)部斷裂的現(xiàn)象。
　　(4)本文對十面不同參數(shù)的混凝土剪力墻進行擬靜力試驗，變化的參數(shù)包括:混凝土材料、剪跨比、軸壓比及邊緣縱筋配筋率，研究了低周反復荷載作用下再生保溫混凝土剪力墻試件(GSW)的不同設計參數(shù)對其抗震性能的影響。結果表明，GSW在不同加載階段的承載力均略有提升，峰值位移△

6、p明顯高出普通混凝土剪力墻試件(SW)。GSW的剪跨比越大其良好的延性表現(xiàn)的越明顯;隨著軸壓比的增加，承載力的提升幅度越來越小，對延性的損耗程度則越大;增加暗柱配筋率對GSW壓側(cè)的主壓應力提升較為明顯;同樣荷載作用下，再生保溫混凝土具有更大的塑性變形能力，內(nèi)部鋼筋受力更加均勻。
　　(5)利用ANSYS有限元軟件對試驗試件進行非線性分析。分析結果與試驗結果吻合較好，為再生保溫混凝土剪力墻參數(shù)擴展分析提供了有效手段。
　　(6

7、)結合國內(nèi)外剪力墻力學分析理論，從試驗的基礎上總結出適用于再生保溫混凝土剪力墻承載力及頂點水平位移的量化計算及評估方法。再生保溫混凝土剪力墻結構的變形能力是非線性階段需要重點關注的特征。本文在試驗基礎上對再生保溫混凝土剪力墻受力各特征階段的截面曲率、截面位移角與頂點位移的計算方法進行了探討，對各估算公式進行驗算和調(diào)整，提出了以彎曲變形為主的高剪跨比再生保溫混凝土的恢復力曲線模型，并給出所有剪力墻的彈塑性位移及彎曲剪切位移的分項計算公式，