再生混凝土柱综述

付敏龙 陈莉 张艳 广西大学土木与建筑工程学院

再生混凝土柱综述

付敏龙 陈莉 张艳 广西大学土木与建筑工程学院

随着建筑行业的快速发展，对混凝土的需求量越来越大，我国的资源日益减少。近年来我国对再生混凝土的研究越来越重视。国内大部分学者主要是对再生混凝土的基本力学分析，对再生混凝土柱的研究甚少。本文对再生混凝土柱的研究做一个总结。

再生混凝土;柱

recycled concrete；column

1、再生混凝土柱受压性能研究

2006年肖建庄教授和他的学生沈宏波等完成了12根不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土柱轴心和偏心受压试验，研究了再生混凝土柱的受力性能，主要包括其破坏形态和承载能力等，并与普通混凝土柱进行了对比。考虑了再生粗骨料取代率（0%，50%，100%）和偏心距的影响。得出结论： (1)与普通混凝土柱相似，再生混凝土柱在受力过程中仍具有明显的小偏压、大偏压和界限破坏三类破坏形态。再生混凝土柱与普通混凝土柱的受力过程和破坏机理基本相同。(2)再生混凝土受压，v—M相关曲线与普通混凝土类似。在大偏压时相同的Ⅳ，随着再生粗骨料取代率的增大，承担的M降低，而对小偏压规律不明显，有待进一步研究。(3)可以参考现行规范中针对普通混凝土柱的计算方法，估算再生混凝土柱的承载能力，但精确计算仍需进一步研究。(4)再生混凝土柱应用于工程实际是可行的。

1.1 再生混凝土柱和普通混凝土柱轴心受压的区别和联系

2007年西南交通大学研究生张军等完成了8根不同再生骨料取代率及不同的外加剂掺量的再生混凝土柱轴心受压实验得出：（1）再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程基本相似，再生混凝土的应力-应变曲线基本相似。（2）再生混凝土柱在受力过程中正截面应变变化基本符合平截面假定。（3）可以参考现行规范中针对普通混凝土柱的计算方法，估算再生混凝土的承载能力，但精确计算仍与进一步研究。（4）再生混凝土柱应用于工程实际是可行的。

1.2 再生混凝土柱的破坏形态侧向变形和承载力与普通混凝土柱比较

2008年南宁航空航天大学胡小柱研究生完成了10根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱研究。以混凝土强度、长细比、初始偏心距为参数。得到如下结论：（1）再生混凝土柱与普通混凝土柱的受力破坏机理和形态相似，（2)混凝土强度长细比和初始偏心距对再生混凝土柱侧向变形和承载力的影响规律和普通混凝土柱基本一致，再生骨料对再生混凝土柱的侧向刚度有增大作用，（3）再生混凝土轴心受压柱可以按照现行普通混凝土规范计算普通混凝土轴心受压柱承载力的公式进行，对于偏心受压柱建议取按普通混凝土偏心受压柱相关公式计算的承载力乘以系数0.9，为了增大再生混凝土柱的延性可以采用增大箍筋和纵筋配筋率的方法。

2008年周静海等完成了9根再生混凝土柱和3根普通混凝土短柱进行轴心受压试验．得出再生混凝土柱与普通混凝土柱具有相似的破坏机理．再生混凝土柱的承载力随着再生粗骨料掺入量的增加逐渐降低，但降低幅度不大，当再生骨料掺入量为15%时，再生混凝土柱的承载力能达到普通混凝土柱承载力的约94%，说明在掺入量合适的情况下，再生混凝土柱应用实际是可行的。

2010年周静海等完成了15根长细比为9柱子，按照再生粗骨料掺入量0%、10%、20%、30%和40%制作，在5000kN液压式万能试验机上采用分级加载的方式进行加载，直至柱子破坏。结果再生混凝土柱破坏机理同普通混凝土柱子基本一致，但变形能力较普通混凝土大，随着再生粗骨料掺入量的增加，承载力无规律下降，当再生粗骨料掺入量为40%时，承载力降低了7．29%。达到极限荷载时，在承载力不再下降的情况下，再生混凝土柱有较大的变形能力，再生混凝土延性优于普通混凝土。

2、再生混凝土柱抗震性能研究

2010年北京工业大学尹海鹏博士研究生和曹万林教授等完成了1根普通混凝土柱和4根全再生混凝土柱模型进行了低周反复荷载试验研究，模型按1／2缩尺。考虑了纵筋配筋率为（2．31%、1．02%、3.51%）和再生粗细骨料取代率为（0%、100%）的影响。在试验基础上，分析了其承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、延性、耗能能力、破坏形态等。研究表明：随着配筋率的增加，再生混凝土柱的承载力、刚度、耗能能力均有提高；同时，建立了基于再生混凝土强度折减的承载力实用计算方法，其计算结果与试验结果符合较好。

2010年北京工业大学尹海鹏博士研究生和曹万林教授等对不同再生骨料取代率再生混凝土柱抗震试验进行研究。完成了根普通混凝土柱和3根不同再生骨料取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究，模型按1／2缩尺。在试验基础上，分析了其承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、延性、耗能能力、破坏形态等，提出了基于混凝土强度折减的承载力实用计算方法。研究表明：随着再生骨料取代率的增加，其混凝土的弹性模量明显减小，试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降，抗震能力呈下降趋势。再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

2010年北京工业大学张亚齐博士研究生和曹万林教授等完成了4个剪跨比为1．75的再生混凝土短柱模型抗震性能对比试验，模型按l／2缩尺。模型1为普通混凝土短柱，模型2为再生粗细骨料取代率均为50%的再生混凝土短柱，模型3为再生粗细骨料取代率均为100%的再生混凝土短柱，模型4为再生粗细骨料取代率均为100%且带交叉钢筋的再生混凝土短柱。分析了各模型的承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、位移延性、耗能能力、破坏形态。研究表明：随着再生骨料取代率的增加，其混凝土的弹性模量明显减小，试件初始刚度、承载力、耗能能力明显下降；加设交叉钢筋的试件抗震性能显著提高；再生混凝土柱可以在轴压比较小的结构中应用。提出了基于再生混凝土强度折减的承载力简化计算方法，计算结果与实测值符合较好。

3、再生混凝土框架抗震性能研究

2005年同济大学肖建庄教授等完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点，在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究．通过不同再生粗骨料取代率下的节点抗震性能对比分析，研究了再生混凝土节点在模拟地震作用下的破坏形态、滞回特性、延性等问题．研究表明，再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似，虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土，但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求，说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中．再生混凝土框架节点的水平抗剪承载力可直接采用现行混凝土结构设计规范中节点抗剪承载力计算公式计算。最后，提出了加强抗震构造要求的设计建议。

2006年同济大学博士研究生张鹏与肖建庄教授等结合再生混凝土框架结构在低周反复荷载作用下的抗震性能试验，借助于已有的钢筋混凝土非线性分析理论和有限元分析程序ANSYS，对再生混凝土框架结构的受力性能进行了非线性有限元分析。理论分析和试验结果的比较表明：理论计算可以得到与实际试验较为吻合的结果，用已有的钢筋混凝土非线性有限元理论和ANSYS程序对再生混凝土框架结构进行受力分析是可行的。

2010年西安建筑科技大学贾胜伟研究生等对再生粗骨料取代率分别为0、50%、100%的3榀再生混凝土框架中间节点在低周反复荷载作用下的试验研究，根据不同框架节点的破坏形态、滞回曲线的对比分析，研究了在模拟地震作用下再生混凝土节点的滞回特性、延性、耗能性能等问题。研究表明，再生混凝土节点的破坏过程和普通混凝土相类似，再生混凝土节点的延性和耗能性能与普通混凝土接近，说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

4、再生混凝土组合柱

2010年李锦枝等从理论角度系统地研究了不同再生粗骨料取代率对钢骨再生混凝土柱受力性能的影响, 并且与试验结果进行对比论证, 结果表明不同粗骨料取代率对钢骨再生混凝土柱大偏心受压性能的影响, 具有较明显的规律性。

2010年研究生李军涛对再生混凝土及钢管再生混凝土组合柱的力学性能进行了研究，通过11种不同粗骨料替代率的再生混凝土(替代率从0%至100%变化，级差10%)的立方体试块测得再生混凝土棱柱体抗压强度、抗折强度。通过22个不同骨料替代率圆钢管再生混凝土，获取了建立理论分析模型的必要参数，并在试验数据的基础上，提出圆钢管再生混凝土组合柱轴心受压的强度计算公式和刚度计算公式，分析骨料替代率、钢管套箍系数对圆钢管再生混凝土组合柱轴心受压性能的影响。通过11个不同粗骨料替代率方钢管再生混凝土，获取了建立理论分析模型的必要参数，并在试验数据基础上，提出方钢管再生混凝土组合柱轴心受压的强度计算公式和刚度计算公式，分析骨料替代率、钢管套箍指标对方钢管再生混凝土组合柱轴心受压性能的影响。

Overview of recycled concrete column

Fu Minlong Chen Li Zhang Yan With the rapid development of construction industry, the concrete demand is growing, China's dwindling resources.Our country pay attention to the research of regeneration concrete more and more seriously. Most of the domestic scholars mainly on recycled concrete mechanics analysis ,but on research of recycled concrete column is very little.In this paper I will make a summary on the research of recycled concrete columns.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.020