BFRP筋增强海水海砂混凝土短柱偏心受压性能

针对海洋及岛礁工程建设中普通混凝土原材料供需矛盾及钢筋锈蚀问题,提出以玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete,SWSSC)短柱的方案。为研究该短柱在较大偏心荷载作用下的承压性能,以纵筋配筋率、混凝土强度等级为变化参数,偏心率取值为0.48~1.10,对8根配置BFRP纵筋的SWSSC短柱进行单调静力偏心加载试验,观测试件的失效过程和破坏形态,采集开裂荷载、峰值荷载、侧向挠度、BFRP筋应变和混凝土应变等数据。试验数据分析表明:试件均以近轴力侧混凝土压碎为破坏标志,BFRP纵筋均无破坏,BFRP筋与SWSSC间未发现滑移,截面应变基本符合平截面假定;试件具有较高承载力和较好变形能力;当偏心率为0.48~1.10时,两侧纵筋最多可分别发挥相应强度的44.1%(拉)和29.8%(压),受压纵筋对试件承载力的贡献率最高可达16.3%。基于平截面假定,推导出部分截面受压BFRP纵筋增强SWSSC短柱承载力估算式,理论计算值与试验值误差小于10%,吻合较好,可为该类偏心受压构件应用于实际工程提供参考。

BFRP螺旋条带内约束海水海砂混凝土圆柱的轴压性能

为研究以BFRP筋作为纵向增强筋、连续BFRP螺旋条带作为约束元件且带保护层的新型海水海砂混凝土圆柱的轴心受压性能,对8根短柱试件进行轴压试验,研究了BFRP纵筋配筋率和BFRP条带的宽度、间距对其轴压性能的影响;并基于试验数据推导了该类受压构件轴压承载力的计算表达式。研究结果表明:有条带约束试件的破坏过程和机理为试件高度中部混凝土保护层先剥落,然后螺旋条带断裂,随后核心混凝土压碎、纵筋屈曲,保护层剥落范围小于无条带约束试件;BFRP螺旋条带能对核心混凝土和BFRP纵筋有一定约束效应,可提高BFRP纵筋抗压强度利用率;试件抗压承载力随BFRP纵筋配筋率增大而提高;条带约束可使试件承载力提高0.9%~10.4%,极限位移增大16.39%~130.82%;减小条带间距或增大条带宽度均能提高试件承载力;试件位移延性系数总体不高;采用文中推导的轴压承载力计算表达式得到的计算值与试验值吻合较好。

预制陶粒混凝土空心剪力墙偏心受压性能的试验研究

预制陶粒混凝土空心剪力墙可进一步减轻剪力墙预制件的自重,降低吊运成本和地震效应,为了研究其偏心受压性能,先以混凝土种类和圆筒形芯模布置方向为变量,制作普通混凝土和陶粒混凝土的空心剪力墙试件各2个,偏心率取为0.80,通过静力偏心加载试验观测试件的破坏形态、承载力、挠度和钢筋应变,试验结果表明:所有试件均为大偏心受压破坏,具有延性破坏特征;其他参数相同时,芯模筒长沿轴力方向布置的空心剪力墙在极限承载力、抗裂能力和刚度方面优于芯模筒长垂直于轴力方向布置的空心剪力墙。再以空心率为变化参数,采用ANSYS进行有限元拓展分析,结果表明:空心率为20.8%的空心剪力墙的承载力与相同条件的实心剪力墙相比,降低率在6%以内;随空心率的增大,陶粒混凝土空心剪力墙的承载力降低,但空心率达40%时,承载力的降低率仅为6%。最后采用现行规范估算本试件的承载力,计算值与试验值吻合度较好,因此,可采用等效截面按规范估算空心剪力墙的偏压承载力。