机制砂再生混凝土单向叠合板的受力性能研究

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十四五规划明确提出我国要初步形成建筑业高质量发展体系框架的要求,其中就有对装配式建筑和绿色建筑的大力发展推广。同时,在《建筑产业现代化发展纲要》中,我国计划在2025年时,在新建筑中要有50%以上的装配式建筑。因此,我们对装配式建筑以及新型环保建筑材料的研究应给予更多的目光,使装配式建筑与新型环保建筑材料逐步得到推广应用。因此,本文为探索新型环保建筑材料与装配式建筑结合的可行性,本文将对两种强度等级(C30和C35)全机制砂再生混凝土(Manufactured sand and recycled concrete,MRC)与再生混凝土(Recycled aggregate concrete,RAC)进行材料性能试验,对由MRC与RAC浇筑的钢筋桁架单向叠合楼板与叠合底板进行力学性能试验研究与模拟分析,主要内容与结论如下:(1)对RAC、MRC的配合比进行设计,以机制砂及养护条件作为变量,进行材料的力学性能试验。试验结果表明:配制出的MRC与RAC均能够满足设计要求。蒸汽养护对抗压强度和轴心抗压强度造成了负面影响,对劈裂抗拉强度影响不大;而100%机制砂的掺入除了使混凝土的抗压强度、轴心抗压强度和下降外,劈裂抗拉强度与弹性模量也有一定的降低,其中机制砂对抗压强度的影响最不利(下降10%)。(2)对足尺MRC与RAC桁架单向叠合板及叠合底板进行均布荷载作用下的受弯性能试验,记录了各板的裂缝开展、挠度变化及特征荷载。结果表明:四块板的受力过程分析大致相同,均可分为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,裂缝最终沿短边方向分布,裂缝宽度不超过界限值1.5 mm,期间叠合整板的叠合面没有水平裂缝,未出现叠合面滑移的现象;MRC制成的叠合底板与叠合板,其开裂荷载都低于其对比组RAC的开裂荷载,约相差20%左右;在正常使用极限状态下,RAC60具有良好的表现,而MRC60的挠度增加较快。两板板底跨中的挠度差,最大差值在23%左右,在130 mm厚的整板中,两板板底跨中的挠度差小于叠合底板,具体值为19%。(3)使用ABAQUS有限元程序,对MRC60进行均布荷载下的模拟分析,并在改变参数的条件下进行施工阶段的MRC单向叠合底板的数值模拟分析。试验结果表明:软件模拟值与试验值差值较小;增加底板厚度与增大上弦钢筋直径都能够提高MRC单向叠合底板的刚度,底板厚度对刚度的提升作用更明显。(4)介绍现存短期刚度公式、并结合MRC单向叠合底板在施工阶段实际使用情况进行分析,提出用组合系数法修正MRC单向叠合底板短期刚度修正计算公式,最终的公式为Bs(28)0.25Bcs(10)0.75Bus。
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