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再生混凝土的研究和应用对于促进建筑垃圾资源化的发展,建立资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的意义,在再生混凝土构件中对于再生混凝土柱受压性能的研究一直受到国内外工程界的关注和重视。目前对于足尺再生混凝土柱的受压性能研究较少,尤其是高强再生混凝土柱的偏心受压性能。为了弥补这一研究上的空缺,本文进行了C60级高强再生混凝土柱足尺试件的小偏压受力性能试验研究与计算分析,为高强再生混凝土柱的设计提供参考。本文的主要研究内容包括: (1)进行了4个足尺高强混凝土柱的小偏心受压单向重复加载试验,其中包括2个足尺高强普通混凝土柱和2个足尺高强再生混凝土柱,各试件截面面积相等,截面形状包括方形和圆形两种,混凝土强度等级均为C60。即四个试件分别为:1根方形截面普通混凝土试件;一根方形截面再生粗骨料取代率为50%的再生混凝土试件;1根圆形截面普通混凝土试件;一根圆形截面再生粗骨料取代率为50%的再生混凝土试件。分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度及退化过程、轴力-挠度曲线、截面应变及耗能性能,并对比分析了混凝土类型及截面形状对于高强再生混凝土柱小偏压性能的影响。 (2)在试验的基础上,利用ABAQUS有限元分析软件对试验各试件进行了数值模拟,并与试验结果相对比验证了有限元模型的适用性。在此有限元模型的基础上,通过改变试件的再生混凝土强度、配筋率、配箍率设计参数及受压偏心率进行了参数分析,为此类构件受压性能的研究提供了参考和依据。 主要结论: (1)小偏心受压下,不论是方形截面试件还是圆形截面试件,高强再生混凝土柱的破坏特征与受压性能均与普通混凝土柱相似。 (2)小偏心受压下,等强度混凝土、等截面面积、等配筋率的圆形截面柱与方形截面柱相比,承载力和耗能能力明显提高,延性较好。 (3)小偏心受压下,混凝土类型对柱承载力的影响并不明显。等强度混凝土、等截面面积、等配筋率的高强再生混凝土柱与高强普通混凝土柱相比,承载力下降速度略快,耗能能力略强。 (4)工程设计中,高强再生混凝土柱偏心受压承载力计算,可采用GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中的公式,但应对公式中再生混凝土设计强度乘以修正系数。 (5)有限元拓展分析中不同的设计参数对于试件受力性能影响程度不同。其中偏心率对试件承载力及变形性能影响最大,随着试件偏心率的增大,试件的刚度及承载力大幅度降低,极限承载力对应位移增大,延性有较大提高;再生混凝土强度及试件配筋率的影响次之,随着试件再生混凝土强度的提高,试件刚度及极限承载力有较大提高,延性降低;随着试件配筋率的提高,试件极限承载力和延性有一定的提高;试件配箍率对承载力及变形性能影响较小。