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再生混凝土应用问题已被国内外广泛关注。再生混凝土在建筑结构中的应用是再生混凝土应用的重要组成部分。然而,目前对再生混凝土结构的性能特别是抗震性能的研究尚显不足,制约了再生混凝土在建筑结构中的应用与发展。再生混凝土在剪力墙住宅结构中应用最为适宜,但以往对再生混凝土剪力墙结构抗震性能试验和设计方法研究的文献很少,还没有相应的设计规程,工程应用研究更为滞后。本文对再生混凝土双肢剪力墙和再生混凝土短柱进行了抗震性能试验研究和理论分析。主要贡献如下:
1.完成了7个不同再生骨料取代率、不同连梁跨高比的再生混凝土双肢剪力墙模型在低周反复荷载下的抗震性能试验研究,较系统地分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能能力和破坏特征,为再生混凝土剪力墙结构的抗震设计提供了试验依据。
2.完成了9个再生混凝土短柱模型的抗震性能试验研究,重点分析了不同再生骨料取代率、不同配箍率、有无交叉配筋的再生混凝土短柱的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能能力和破坏特征,为再生混凝土短柱抗震设计提供了依据。
3.基于试验,建立了再生混凝土双肢剪力墙和再生混凝土短柱承载力计算模型,提出了恢复力模型,计算所得承载力和滞回曲线与实测结果符合较好。在此基础上,用有限元程序对再生混凝土双肢剪力墙和再生混凝土短柱的受力性能进行了全过程非线性分析,揭示了其抗震机理,研究了裂缝开展规律,分析了屈服机制,计算结果与试验结果符合较好。
4.提出了再生混凝土剪力墙结构抗震设计方法和结构构造措施。
主要结论:
1.随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土双肢剪力墙和再生混凝土短柱的承载力、延性和耗能能力呈下降趋势。
2.底部普通混凝土上部再生混凝土双肢剪力墙的承载力、耗能能力和延性,与普通混凝土双肢剪力墙相比都十分接近,具有良好的抗震性能。
3.带暗支撑再生混凝土双肢剪力墙与普通再生混凝土双肢剪力墙相比,其抗震性能显著提高。再生混凝土短柱中加配交叉钢筋可显著提高其抗震性能。
4.再生混凝土剪力墙可用于多层和小高层剪力墙住宅结构,也可在轴压比相对较小的高层剪力墙住宅结构的顶部若干楼层中应用。