針對2008年和2013年四川兩次地震中大量損傷或倒塌的建筑物和結(jié)構(gòu)單元，利用FRP-混凝土/鋼管組合結(jié)構(gòu)的受力特性，研究了震后建筑廢棄物可再生混凝土的基本物理和力學(xué)性能，進行了纖維增強再生混凝土的高溫和凍融特性研究，分析了不同溫度和凍融循環(huán)下再生混凝土、纖維再生混凝土和鋼管再生混凝土短柱的力學(xué)性能，開展了FRP抗彎、抗剪及其組合加固普通混凝土和可再生混凝土梁的加固性能研究，揭示再生混凝土及構(gòu)件增強和加固后的力學(xué)性能變化規(guī)律，得到FRP加固混凝土和鋼管可再生混凝土方面大量的試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)曲線。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的和意義 4
1.3 FRP約束混凝土結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 4
1.4 再生混凝土凍融性能研究現(xiàn)狀 7
1.4.1 混凝土凍融破壞機理 7
1.4.2 混凝土及FRP約束后的凍融性能 8
1.4.3 再生混凝土凍融性能研究 9
1.5 纖維混凝土的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀 9
1.5.1 纖維混凝土 9
1.5.2 纖維再生混凝土 10
1.6 鋼管混凝土的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀 11
1.6.1 鋼管混凝土及其約束性能研究 11
1.6.2 鋼管再生混凝土及其約束性能研究 12
1.7 本章小結(jié) 13
參考文獻 13
第2章 再生粗骨料性能研究與分析 17
2.1 廢棄混凝土來源及分類 17
2.2 再生粗骨料強化與預(yù)處理方法 18
2.3 再生粗骨料基本性能 20
2.3.1 級配 20
2.3.2 密度 22
2.3.3 吸水率 25
2.3.4 針片狀顆粒含量 26
2.3.5 壓碎指標 27
2.3.6 含砂率 28
2.4 再生粗骨料的微觀結(jié)構(gòu) 29
2.5 再生粗骨料的分級 30
2.6 本章小結(jié) 32
參考文獻 33
第3章 再生混凝土基本性能研究 34
3.1 配合比設(shè)計 34
3.2 物理性能試驗 35
3.2.1 坍落度 35
3.2.2 密度 36
3.3 力學(xué)性能試驗 36
3.3.1 立方體抗壓強度與強度等級 36
3.3.2 軸心抗壓強度和彈性模量 37
3.3.3 抗拉強度和抗折強度 38
3.3.4 應(yīng)力-應(yīng)變曲線 40
3.4 抗壓強度結(jié)果分析 42
3.4.1 配合比影響分析 42
3.4.2 骨料預(yù)處理影響分析 43
3.4.3 取代率影響分析 44
3.4.4 再生粗骨料性能的影響 45
3.4.5 纖維摻量影響分析 46
3.4.6 高溫后性能分析 47
3.5 抗拉強度結(jié)果分析 49
3.5.1 再生骨料取代率的影響 49
3.5.2 纖維摻量的影響 50
3.5.3 劈裂強度和抗壓強度換算關(guān)系 51
3.6 抗折強度結(jié)果分析 52
3.6.1 取代率和纖維摻量的影響 52
3.6.2 高溫環(huán)境影響分析 52
3.6.3 膠凝材料影響分析 53
3.7 彈性模量和泊松比 56
3.7.1 骨料取代率及級配影響分析 56
3.7.2 纖維摻量影響分析 57
3.8 本章小結(jié) 58
參考文獻 59
第4章 FRP約束再生混凝土軸壓構(gòu)件性能研究 61
4.1 概述 61
4.2 試件設(shè)計及加載 62
4.3 破壞特征及破壞模式 63
4.3.1 破壞特征 63
4.3.2 破壞模式 63
4.4 承載力分析 66
4.4.1 再生混凝土 66
4.4.2 纖維再生混凝土 66
4.4.3 約束混凝土強度分析 67
4.4.4 承載力計算分析 71
4.5 荷載-位移曲線 73
4.5.1 骨料取代率的影響 73
4.5.2 纖維摻量的影響 74
4.5.3 約束方式的影響 76
4.6 荷載-應(yīng)變曲線 78
4.6.1 再生混凝土 78
4.6.2 纖維再生混凝土 80
4.6.3 影響因素對比分析 83
4.7 本章小結(jié) 87
4.7.1 約束再生混凝土 87
4.7.2 約束纖維再生混凝土 87
參考文獻 87
第5章 凍融作用下FRP約束再生混凝土短柱軸壓性能研究 90
5.1 概述 90
5.2 試驗概況 91
5.2.1 試驗材料 91
5.2.2 試件設(shè)計及約束方案 92
5.2.3 加載方案 93
5.3 再生混凝土短柱抗壓性能研究 93
5.3.1 試驗過程及破壞形態(tài) 93
5.3.2 試驗結(jié)果及分析 94
5.4 FRP約束再生混凝土短柱抗壓性能研究 96
5.4.1 試驗過程及破壞形態(tài) 96
5.4.2 承載力分析 98
5.4.3 荷載-位移曲線 99
5.5 再生混凝土短柱凍融性能研究 101
5.5.1 質(zhì)量變化 101
5.5.2 動彈性模量變化 103
5.5.3 損失率對比 104
5.6 FRP約束再生混凝土短柱凍融后性能研究 106
5.6.1 對照試件 106
5.6.2 凍融后約束試件 108
5.6.3 約束后凍融試件 114
5.7 承載力計算與分析 118
5.7.1 承載力對比分析 118
5.7.2 圓柱約束分析 119
5.7.3 方柱約束分析 119
5.7.4 試驗用短柱分析 120
5.8 本章小結(jié) 122
參考文獻 123
第6章 FRP約束鋼管再生混凝土物件受壓性能研究 124
6.1 概述 124
6.2 試驗概況 125
6.2.1 試驗材料 125
6.2.2 試件制作 126
6.2.3 約束方案 128
6.2.4 加載方案及測點布置 128
6.3 實心鋼管再生混凝土 129
6.3.1 破壞模式及過程 129
6.3.2 荷載變形關(guān)系曲線 131
6.3.3 極限承載力理論分析 132
6.4 中空鋼管再生混凝土 134
6.4.1 試驗現(xiàn)象及破壞模式 134
6.4.2 承載力結(jié)果分析 135
6.4.3 荷載-位移曲線 136
6.4.4 荷載-應(yīng)變?nèi)^程分析 137
6.4.5 極限承載力計算 138
6.5 CFRP約束鋼管再生混凝土 139
6.5.1 破壞過程及試驗現(xiàn)象 139
6.5.2 承載力結(jié)果分析 140
6.5.3 荷載-豎向位移關(guān)系 141
6.5.4 荷載-應(yīng)變關(guān)系分析 142
6.5.5 橫向變形系數(shù) 143
6.6 鋼管纖維再生混凝土及AFRP約束性能分析 143
6.6.1 承載力分析 143
6.6.2 位移響應(yīng)曲線 144
6.6.3 應(yīng)變響應(yīng)曲線 145
6.7 薄壁鋼管再生混凝土理論及有限元分析 147
6.7.1 鋼管本構(gòu)關(guān)系及計算模型 147
6.7.2 再生混凝土本構(gòu)關(guān)系 151
6.7.3 鋼管再生混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 153
6.7.4 有限元模型及結(jié)果分析 155
6.8 本章小結(jié) 156
6.8.1 鋼管再生混凝土 156
6.8.2 FRP約束鋼管再生混凝土 157
參考文獻 158
第7章 再生混凝土梁抗彎性能試驗及理論分析 160
7.1 概述 160
7.2 試驗概況 160
7.2.1 試驗材料 160
7.2.2 試件設(shè)計 161
7.2.3 試驗方案 162
7.3 試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài) 163
7.3.1 W系列對照試件 163
7.3.2 W系列50%取代率試件 164
7.3.3 W系列100%取代率試件 164
7.3.4 S系列對照試件 165
7.3.5 S系列50%取代率試件 166
7.3.6 S系列100%取代率試件 166
7.4 試驗結(jié)果及分析 167
7.4.1 承載力與延性分析 167
7.4.2 平截面假定分析 168
7.4.3 荷載-撓度曲線分析 169
7.4.4 荷載-跨中鋼筋應(yīng)變分析 170
7.4.5 裂縫開展分析 171
7.5 承載力計算分析與驗證 172
7.5.1 基本假定 172
7.5.2 再生混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線處理 172
7.5.3 單筋截面的應(yīng)力圖形 173
7.5.4 單筋截面的承載力計算 174
7.6 有限元分析 175
7.6.1 混凝土損傷塑形模型理論 175
7.6.2 模型參數(shù)定義 176
7.6.3 W系列試件計算結(jié)果分析 179
7.6.4 S系列試件計算結(jié)果分析 182
7.6.5 相關(guān)參數(shù)分析 185
7.7 本章小結(jié) 186
參考文獻 187
第8章 CFRP約束再生混凝土梁的試驗研究及有限元分析 189
8.1 概述 189
8.2 試驗概況 189
8.2.1 試驗材料 189
8.2.2 試件設(shè)計 190
8.2.3 CFRP約束方案 191
8.2.4 試驗方案 192
8.3 試驗過程與破壞形態(tài) 193
8.3.1 W系列試驗梁 193
8.3.2 S系列試驗梁 195
8.3.3 破壞形態(tài)分析 196
8.4 承載力與延性分析 197
8.5 荷載-撓度關(guān)系及裂縫擴展分析 199
8.5.1 荷載-撓度關(guān)系 199
8.5.2 裂縫擴展分析 200
8.6 荷載-應(yīng)變分析 201
8.6.1 荷載-受拉鋼筋應(yīng)變 201
8.6.2 荷載-纖維應(yīng)變 202
8.7 約束再生混凝土梁承載力分析 205
8.8 約束再生混凝土有限元分析 205
8.8.1 CFRP參數(shù)定義 205
8.8.2 CFRP-混凝土界面參數(shù) 206
8.8.3 承載力比較分析 208
8.8.4 荷載-撓度曲線比較分析 209
8.8.5 裂縫擴展比較分析 212
8.8.6 纖維布及界面應(yīng)力路徑分析 213
8.9 本章小結(jié) 215
參考文獻 216
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