再生混凝土梁正截面受弯承载力计算模式及可靠度研究

论文摘要

本课题是黑龙江省自然科学基金“再生混凝土力学性能及其显微结构试验研究”课题的延续。随着建筑业的发展,大量的废弃混凝土随之产生。将废弃混凝土破碎、清洗、分级,并按一定的比例配合得到的再生骨料作为部分或全部骨料配制成新的混凝土,即为再生骨料混凝土,也称再生混凝土。废弃混凝土的再生利用既能保护自然资源,又能有效的缓解城市环境压力。为了对再生混凝土的工程应用打下坚实的理论基础,必须加强对再生混凝土构件的研究。本文基于国内外再生混凝土力学性能和再生混凝土梁受弯试验的统计结果,研究了再生混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法,并进行了相应的可靠度分析。论文的主要工作如下:（1）分析确定了再生混凝土轴心受压的本构关系曲线。以此为基础,按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的方法计算确定了考虑再生骨料取代率r的再生混凝土梁受弯承载力计算公式和相关参数。（2）利用有限条带法计算了再生混凝土梁的M-φ关系曲线和受弯承载力,M-φ关系曲线的形状和变化规律与普通混凝土梁相同。（3）按现行规范方法的建议和有限条带法计算得到的再生混凝土梁的受弯承载力与国内外再生混凝土梁试验数据符合较好,方差分析表明两种算法都是适用的,从而拓宽了现行规范的使用范围。（4）对再生混凝土梁受弯承载力进行了可靠度分析,研究了不同因素对可靠指标的影响,着重分析了再生混凝土强度的变异性对可靠指标的影响。工程应用中应调整再生混凝土强度设计值、配筋率以及荷载设计值,从而使再生混凝土梁受弯的可靠指标满足规范要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外再生混凝土的研究应用现状
• 1.3 国内外研究成果
• 1.3.1 再生混凝土的抗压强度
• 1.3.2 抗压强度的变异系数
• 1.3.3 再生混凝土的抗拉强度
• 1.3.4 再生混凝土的强度机理分析
• 1.3.5 再生混凝土梁的受弯试验
• 1.4 目前研究中存在的问题
• 1.5 本文主要工作
• 第2章 基于《规范》法的再生混凝土梁正截面受弯承载力分析
• 2.1 再生混凝土轴心受压-应力应变本构关系模型
• 2.1.1 再生混凝土轴心受压的应力-应变归一化曲线
• 2.1.2 立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的换算关系
• 2.1.3 峰值应变
• 2.1.4 极限压应变
• 2.1.5 再生混凝土偏心受压的应力-应变曲线
• 2.2 再生混凝土梁正截面受弯承载力计算
• 2.2.1 《规范》计算公式介绍
• 2.2.2 再生混凝土梁正截面承载力计算
• 2.2.3 《规范》法计算再生混凝土梁受弯承载力的建议
• 2.2.4 最大配筋率和最小配筋率
• 2.2.5 正截面承载力计算公式
• 2.3 试验结果统计分析
• 2.3.1 受弯承载力的比较
• 2.3.2 再生混凝土梁受弯承载力的影响因素
• 2.4 本章小结
• 第3章 再生混凝土梁截面非线性分析
• 3.1 构件截面分析
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 基本方程
• 3.1.3 计算方法和流程
• 3.1.4 截面分析结果
• 3.2 《规范》法与有限元法计算对比及方差分析
• 3.2.1 两种计算方法与试验结果的比较
• 3.2.2 两种计算方法的方差分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 再生混凝土梁可靠性分析
• 4.1 结构可靠度的基本概念和原理
• 4.1.1 极限状态方程
• 4.1.2 结构可靠度和可靠指标
• 4.1.3 结构可靠度的计算方法
• 4.1.4 作用效应和抗力
• 4.1.5 目标可靠指标和设计表达式
• 4.2 再生混凝土梁正截面受弯承载力的可靠度分析
• 4.2.1 受弯承载力极限状态方程
• 4.2.2 基本随机变量的概率分布类型和统计参数
• 4.3 可靠指标计算结果
• 4.3.1 工况1
• 4.3.2 工况2 和工况3（再生混凝土强度离散性的影响）
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 附表1 再生混凝土梁受弯试验数据及结果
• 参考文献
• 致谢