再生混凝土L形柱偏心受压性能研究

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随着城市化进程的推进,建筑行业对于建筑材料的需求越来越大,使得天然的砂石资源遭到了过度的开发利用,同时在城市更新的过程中,成倍增长的废弃建材也对自然环境造成了不容忽视的影响.再生混凝土技术可以有效的缓解上述问题,近年来引起了学者们的关注。目前,研究者对再生混凝土在材料、截面、构件或结构层次上开展了广泛的研究,其中在构件层面上,主要针对矩形或方形截面,而较少涉及异形截面。相对于普通截面柱,异形柱具有不露棱角、美观的优点,在工程实践中得到了广泛的应用。因此,本文针对再生混凝土 L形柱,采用试验研究和理论分析相结合的方法,分别在截面层次和构件层次上研究了其偏心受压性能,本文主要的工作和成果如下:(1)设计制作了一组不同再生粗骨料取代率的再生混凝土 L形柱,并对其进行了偏压试验,基于试验结果,考虑再生粗骨料取代率、偏心距、荷载角的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了再生混凝土 L形柱的分析模型,结果表明:试件受压过程中,跨中截面应变的分布符合平截面假定,沿柱高方向柱的挠度分布近似为一条正弦曲线,随着再生粗骨料取代率的增加,试件的承载力下降;再生混凝土 L形柱的破坏形态与一般偏压柱一样,可以分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种;随着取代率的增加,试件的承载力降低,随着偏心距的增加,试件的承载力降低,变化荷载角对承载力影响不大。(2)基于试验结果,推导了再生混凝土 L形柱正截面承载力的计算方法,并利用MATLAB软件编制了计算程序,研究了再生粗骨料取代率、再生混凝土强度等级、配筋率、荷载角、轴压比等对再生混凝土 L形柱的影响,结果表明:再生粗骨料取代率越高,试件承载力越低;再生混凝土强度等级越高,试件承载力越大;配筋率越大,承载力越大;变化荷载角对试件承载力影响很小;随着轴压比的增加,试件承载力先增后减。(3)基于试验结果,推导了再生混凝土 L形柱荷载-挠度曲线的计算方法,并利用MATLAB软件编制了再生混凝土 L形柱荷载-挠度曲线的计算程序,研究了再生粗骨料取代率、再生混凝土强度等级、偏心距、荷载角、柱长等对再生混凝土 L形柱荷载-挠度关系的影响规律,结果表明:再生粗骨料取代率越大,试件延性越差;再生混凝土强度等级对试件变形能力影响很小;偏心距越大,试件延性越好;荷载角的变化主要影响时间在两偏心方向的变形分布;柱长越大,试件变形越大。
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