方钢管再生混凝土长柱力学性能试验研究

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再生混凝土作为一种建筑垃圾再利用的资源受到越来越多的关注,其环保效益和经济效益也受到越来越多的重视,但再生混凝土的制备和应用在我国还缺少相应规范的指导,其力学性能还有很多不足之处,将再生混凝土与钢管组合成新的组合结构也是现在研究的热点,但多集中于对短柱和取代率的研究上。本文通过方钢管再生混凝土长柱的试验研究,探讨再生混凝土设计和拌制的方法以及取代率、含钢率、偏心距、长细比等参数对试件力学性能的影响,为工程应用提供试验数据和经验,为再生混凝土在工程应用领域开辟新的途径。  通过对再生混凝土的配合比设计,探讨了预吸水对再生混凝土和易性的影响,得到了适合再生混凝土配合比计算的理论公式;通过对27根方钢管再生混凝土长柱进行试验研究,分析了含钢率、偏心距、取代率对构件承载力和刚度的影响。得到了试件的破坏形态,荷载—位移、荷载—应变、弯矩—曲率等曲线,中和轴位置的计算公式,应变法和挠度法计算曲率的适用范围以及根据实验数据拟合出的轴压试件和偏压试件的刚度计算公式。研究结果表明,随含钢率升高,其承载力和刚度明显增大;随偏心距增大,其承载力和刚度明显降低;碎砖骨料的含量对试件承载力和刚度影响明显,其含量不应超过25%;随着荷载增加,中和轴逐渐向受压侧移动;将试验值与现行各规范进行对比,其中规范DBJ13-51-2003和GB50936-2014计算的轴压和偏压构件承载力与实验值较吻合。  使用声发射对钢管再生混凝土长柱进行无损检测,得到声发射各参数随加载程度的变化关系以及声发射各参数与含钢率、取代率、长细比等参数的联系。结果表明,随含钢率的提高,初始加载时的能量集度明显减少,能量的幅值也明显降低,含钢率的提高可以降低钢管再生混凝土在初始荷载作用下由于混凝土自身缺陷造成的影响。通过穷举法定位计算和3D成像记录了核心混凝土的破坏发展情况,解决了由于钢管外包不能观察核心混凝土破坏形态的问题,为钢管混凝土的无损检测提供了新的思路和方法。
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