配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱性能研究

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为提高混凝土柱的承载力和抗震性能,在结构构件中一般采取增大柱的截面尺寸和采用钢骨混凝土或钢管混凝土等组合结构形式。增大柱截面尺寸会增加结构自重,也限制了建筑空间的利用,而钢骨混凝土和钢管混凝土又存在用钢量大、耐火性能差、节点构造和施工复杂等问题。配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱是在再生混凝土柱的核心区设置螺旋箍筋芯柱,这种形式的混凝土柱既可提高柱承载力和延性,又因再生混凝土的使用而节约了资源,实现了废弃混凝土的再利用,是实现结构构件绿色高性能要求的一种有效措施。本文通过试验研究和计算分析等方法研究了配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱的基本力学性能,为其推广应用提供一定的理论参考。通过对12根配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱分别进行轴心受压试验和偏心受压试验,阐述了主要试验现象及破坏形态,对各试件的承载力、荷载-应变曲线、荷载-位移曲线和荷载-挠度曲线进行了细致分析,探讨了螺旋箍筋芯柱的工作机理。结果表明:(1)利用再生骨料可配制出符合规范要求的C60高强混凝土,试验试件的性能表现良好。(2)配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土柱的轴心受压试验和二次加载试验结果表明:外围混凝土破坏后,核心区螺旋箍筋芯柱混凝土仍可继续承载工作,破坏后的混凝土柱仍具有一定的承载能力,在柱核心区配置螺旋箍筋钢筋笼,可提高柱的抗震防倒塌能力。(3)通过与同截面尺寸的钢管钢骨再生混凝土柱轴心受压承载力对比,结合螺旋箍筋和钢管在柱中的作用机理,表明螺旋箍筋对混凝土的约束作用低于钢管,钢管对混凝土的约束作用更有效。但柱破坏后,螺旋箍筋对柱承载力和变形能力的保证要好于钢管。(4)与同截面尺寸的普通偏心受压柱承载力计算值相比,配螺旋箍筋芯柱的钢筋再生混凝土偏心受压柱的承载力得到了大幅提高,提高比例普遍高于50%,最高达到80%。此外,偏心距是影响偏压柱承载力和变形能力的主要因素。
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