【摘 要】
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再生块体混凝土在预制装配式建筑构配件中的应用,很好地贴合我国建筑行业大力推进的建筑工业化与绿色节能发展策略。本文研发了一种适用于填充墙施工的预制装配式再生块体混凝土的构造柱和圈梁,基于工程应用的可行性,开展了构造柱及圈梁预制节段的设计、制作、连接、构造、施工工艺和基本力学性能等该技术关键问题的理论分析与试验研究,并对构造柱约束墙体的抗震性能进行了试验研究和有限元分析。本文主要研究内容及结论如下:(
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再生块体混凝土在预制装配式建筑构配件中的应用,很好地贴合我国建筑行业大力推进的建筑工业化与绿色节能发展策略。本文研发了一种适用于填充墙施工的预制装配式再生块体混凝土的构造柱和圈梁,基于工程应用的可行性,开展了构造柱及圈梁预制节段的设计、制作、连接、构造、施工工艺和基本力学性能等该技术关键问题的理论分析与试验研究,并对构造柱约束墙体的抗震性能进行了试验研究和有限元分析。本文主要研究内容及结论如下:(1)研发了一种新型预制装配式再生块体混凝土构造柱及圈梁。构造柱与圈梁在工厂分段预制,现场拼装连接。采用逆传统的施工做法,先装配构造柱,再砌筑填充墙,然后在填充墙段上做圈梁节段安装。该技术使得构件的预制率大于82%,其中废弃混凝土块体能取代25%的新混凝土,综合成本较传统现浇构造柱、圈梁降低约44%及27%,效益显著。(2)开展了预制再生块体混凝土构造柱及圈梁的弯剪试验,并探讨连接方式及废弃混凝土块体对构造柱及圈梁弯剪受力性能的影响。结果表明:1)相比于植筋胶连接,采用灌浆料座浆连接的预制构造柱具有更好的连接性能,极限承载力与初始刚度分别提高了4.5%和4.2%;2)预制圈梁可采用“预制圈梁-U槽搭接段-预制圈梁”的连接方式。与现浇圈梁相比,该预制装配式圈梁的极限承载力几乎不变,初始刚度略有下降;3)废弃混凝土块体的掺入对预构造柱及圈梁的力性能影响均不明显。(3)通过低周反复加载,对预制再生块体混凝土构造柱约束墙体和现浇构造柱约束墙体的抗震性能进行了试验研究和对比分析。相比于现浇构造柱约束墙体,预制构造柱约束墙体的:1)极限承载力降低26.4%,破坏位移提高69.1%;2)极限点与破坏点的等效粘滞阻尼系数分别提高14.6%与46.9%,累计耗能能力提高37.96%;3)破坏阶段位移延性系数提高49.1%。结果表明,预制再生块体混凝土构造柱约束墙体抗震性能良好,且具有更好的变形与耗能能力。(4)开展了构造柱约束墙体抗震性能的有限元数值模拟分析。基于ABAQUS有限元分析软件,分别建立了再生块体混凝土构造柱约束墙体与现浇构造柱约束墙体的分析模型。通过低周反复加载,结果表明墙体裂缝开展、滞回骨架曲线、刚度退化曲线与试验吻合较好,进一步验证预制装配式再生块体混凝土构造柱对填充墙具有较好的约束作用。
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