再生粗骨料钢筋混凝土梁弯曲刚度试验研究

论文摘要

再生混凝土的应用为建筑垃圾回收利用提供了一个新的途径,是保持建筑业可持续发展的重要举措之一。再生混凝土的研究已经有50年的历史,事实上,没有研究结果表明再生骨料混凝土不能在建筑结构应用,只有少数耐久性方面的研究结果表明,再生骨料混凝土更适合于道路路基铺筑。再生骨料混凝土要应用于结构中,骨料的质量是至关重要的,主要原因是再生骨料表面包裹着一层多孔的砂浆。目前,已有不少关于再生混凝土构件方面的研究,但是,要搞清楚其结构性能以建立设计规范,目前的研究还是远远不够的,特别是国内外关于再生粗骨料钢筋混凝土梁弯曲刚度的研究更是少见。本文比较再生粗骨料混凝土梁和普通混凝土梁的抗弯性能,探讨再生骨料在构件中使用性能。通过再生混凝土强度指标试验,研究了再生混凝土棱柱体强度、弹性模量与立方体抗压强度关系。对27根再生混凝土梁和3根普通混凝土梁进行了正截面弯曲性能试验,研究了纵向受拉钢筋配筋率及混凝土抗压强度对正截面受力性能的影响、正常使用荷载作用下梁跨中挠度以及刚度的计算方法。本文主要工作及结论如下:1.相对于普通混凝土,再生骨料混凝土的弹性模量平均降低20%左右。2.相同荷载下,与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁的受拉钢筋应变和受压区混凝土应变较大。3.使用规范公式计算再生混凝土梁正截面抗弯承载能力与实测值吻合较好。4.相同条件下,再生混凝土梁跨中挠度比普通混凝土梁跨中挠度大,约为11%。5.回归了再生混凝土梁在正常使用荷载作用下的短期刚度计算公式,再生混凝土梁受弯刚度相对于普通混凝土降低了10%左右,并借鉴国内外其他研究者相关数据对本文刚度公式进行了验证,结果吻合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 再生混凝土研究现状
• 1.2.1 再生粗骨料特征
• 1.2.2 再生混凝土强度
• 1.2.3 再生混凝土弹性模量
• 1.2.4 再生混凝土梁研究现状
• 1.3 国内外混凝土构件刚度计算研究
• 1.3.1 美国规范刚度计算
• 1.3.2 英国规范刚度计算
• 1.3.3 苏联规范刚度计算
• 1.3.4 我国规范刚度计算
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 试验概况
• 2.1 试验材料
• 2.2 混凝土配合比设计
• 2.3 试件设计及制作
• 2.4 试件实际静承载能力计算
• 2.5 测点布置
• 2.6 加载及测试方案
• 第三章 试验结果及分析
• 3.1 试验现象
• 3.1.1 再生混凝土梁受力的几个阶段
• 3.1.2 裂缝发展情况
• 3.2 试验结果及分析
• 3.2.1 再生混凝土强度指标关系
• 3.2.1.1 立方体抗压强度
• 3.2.1.2 棱柱体抗压强度
• 3.2.1.3 弹性模量
• 3.2.2 平截面假定
• 3.2.3 钢筋应变
• 3.2.4 荷载-混凝土应变
• 3.2.5 受弯承载能力
• 3.2.6 再生混凝土梁变形性能分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 再生混凝土梁刚度计算
• 4.1 梁刚度公式理论推导
• 4.2 关于内力臂系数η
• 4.2.1 内力臂系数η实测值
• 4.2.2 内力臂系数计算模式
• 4.2.3 内力臂系数回归分析
• 4.3 关于截面弹塑性抵抗矩系数ζ
• 4.3.1 ζ-M / Mu 关系
• 4.3.2 截面弹塑性抵抗矩系数ζ回归分析
• 4.4 关于不均匀系数ψ
• s - ε_sm 曲线平行关系'>4.4.1 关于ε_s - ε_sm曲线平行关系
• 4.4.2 不均匀系数ψ计算模式
• 4.4.3 不均匀系数ψ回归分析
• 4.5 再生混凝土梁抗弯刚度
• 4.5.1 最小刚度原则
• 4.5.2 再生混凝土梁刚度与跨中挠度计算
• 4.5.3 再生混凝土梁刚度验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录