焊接栓钉型钢混凝土柱压-扭复合受力滞回性能试验研究

为研究焊接栓钉型钢混凝土(stud steel reinforced concrete, SSRC)柱的抗扭性能,提出了6种栓钉布置形式(翼缘、腹板、对称、交错、单双、X型),通过7根SSRC柱和1根型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)柱的压扭低周反复试验,研究了SSRC柱在压扭复合受力作用下的受力性能。试验观察了SSRC柱在压扭复合受力状态下的破坏形态,揭示了其受扭破坏机理,对比分析了轴压比和栓钉布置形式对试件扭矩-扭转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、扭转耗能及延性性能的影响规律。结果表明:在压扭复合受力状态下,SSRC柱的扭矩-扭转角滞回曲线呈“S”形,扭转裂缝倾角介于45°~60°之间且随轴压比增大而增大;6种栓钉布置形式均可有效延缓SSRC柱的受扭开裂,腹板焊接栓钉后试件的抗扭承载力提高11.9%;增大轴压比可有效提高SSRC柱的初始抗扭刚度和耗能能力,但会降低其扭转变形能力;栓钉“对称”、“腹板”、“X型”布置时SSRC柱的扭转累积耗能分别提高约16.4%、11.8%、10.2%;综合对比各项指标发现,栓钉“对称”布置对型钢混凝土结构压扭性能的改性效果最佳。

纤维增强再生混凝土抗压性能试验研究

为研究纤维增强再生混凝土的抗压性能,以纤维类型(钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维)和再生粗骨料取代率为变化参数,对75个标准立方体试件进行单轴受压试验。研究结果表明:钢纤维的掺入可有效提高再生混凝土抗压强度和耗能能力;掺入体积掺量为0.1%的聚丙烯纤维可改善再生混凝土的耗能能力;聚乙烯醇纤维体积掺量为0.1%时,再生混凝土的抗压强度改善效果最优;碳纤维为0.3%时,再生混凝土的抗压强度及耗能能力均得到提高;随着再生粗骨料取代率的增加,纤维增强再生混凝土的抗压强度和耗能能力呈减小趋势,当取代率为50%、70%时,掺入聚丙烯纤维的再生混凝土的抗压强度相较于取代率为0的聚丙烯纤维混凝土损失较大,分别降低了31.50%和18.60%。基于试验数据,建立了纤维增强再生混凝土单轴受压本构模型,且本构模型与试验曲线吻合程度良好。

纤维再生混凝土劈裂抗拉力学性能试验研究

为研究纤维再生混凝土(FRAC)的抗拉性能,以纤维类型和再生骨料取代率为变化参数,对4种纤维再生混凝土进行劈裂抗拉试验。试验观察了试件的破坏形态,获取了FRAC的荷载-位移曲线及抗拉强度等数据,并深入分析了变化参数对FRAC劈裂抗拉力学性能及耗能能力的影响规律。结果表明:与碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维相比,钢纤维的增韧效果更明显,且掺入钢纤维可有效提高再生混凝土的劈拉强度与耗能能力;掺入0.3%的碳纤维后,再生混凝土的抗拉强度和拉压比分别平均提高了95.9%和71.8%;掺入聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土改性效果不显著;随着取代率增加,纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度及耗能能力均逐渐降低,拉压比先增大后减小。基于试验数据,文中还提出了FRAC劈拉强度的计算关系式。