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橡胶集料混凝土(Rubberized Concrete,简称RC)是近年来出现的一种混凝土,它是由废弃橡胶轮胎等废弃橡胶磨碎而成的橡胶颗粒作为混凝土材料成分的一种新型节能环保混凝土材料,具有低弹模、大变形、高阻尼、能量耗散多以及很好的抗裂性等优点。目前国内外的研究方向主要集中在基本材性,包括物理力学性能研究、能量耗散、耐久性等方面的研究,在橡胶集料混凝土中加入钢筋用于结构的研究少有报道,本文创造性的将钢筋橡胶集料混凝土应用到结构中,并且针对本文所采用的橡胶集料混凝土进行了基本材性的研究,设计了在结构中常用的两种构件,进行了钢筋混凝土梁的正截面弯曲试验,钢筋混凝土柱子的伪静力试验。本文的主要研究如下:
(1)本文研究了橡胶集料混凝土的物理力学性能及收缩性能。试验中用废轮胎橡胶颗粒部分取代等体积细集料,分析了不同橡胶掺量对混凝土强度的影响,比较了不同橡胶集料混凝土的收缩情况。结果表明掺入橡胶的水泥混凝土强度降低,收缩量较大。
(2)通过柱的伪静力试验和梁的正截面弯曲试验,研究了钢筋橡胶混凝土构件的结构性能,并与普通混凝土构件的相关性能进行了对比。结果表明,钢筋橡胶混凝土构件具有良好的延性和耗能能力,适用于高抗震要求的建筑结构。
(3)基于试验,本文提出了橡胶集料钢筋混凝土柱子的恢复力模型,基于试验数据以及混凝土设计规范,提出了钢筋橡胶集料混凝土的计算方法,并且理论推导出橡胶集料混凝土耗能能力较强的原因。
(4)本文在试验的基础上,对普通混凝土梁、柱和橡胶集料混凝土梁、柱进行了非线性有限元分析,得出它们在破坏过程中的裂缝开展情况以及挠度、位移大小,并与试验结果进行对比分析。