再生混凝土框架节点区的粘结锚固及破坏机理研究

The applications of recycled concrete in building structures have been concerned by researchers in recent years.Based on the research on "Seisimic beihavior of Recycled Coarse Aggregate and Fine Agragate Concrete Structues", Beijing Natural Science Foundation Key Project,full size recycled concrete frame columns, beams, slabs, frame joints and shear walls have been investigated sysmatically. The test results show that basically recycled concrete can be used in low-rise buildings. However,because of the brittle and low bond properties of recycled concrete, bond deterioration in joints is fast and slippage failure is more easily to occur. In this project, the basis of full-scale exterior and interior joints are to be produced and tested under low-cycle reversed loading. The influence of parameters including replacement ratio of recycled aggregate, bar diameter, bar strength, and anchorage measures on the bond-anchorage behavior and joints failure mechanism is planned to be studied. The aim is to understand the bond deterioration in recycled concrete joints and provide design suggestions. The results would fill the gap in the area of bond-anchorage behavior in recycled concrete joints and also provide reference to its structural design and the development of guidelines, and would have an important significance on promoting the use of recycled concrete in structures.

近年来再生混凝土在建筑结构中的应用受到了人们的广泛关注，申请者在北京市自然基金重点项目《建筑垃圾再生粗、细骨料混凝土结构抗震性能研究》的资助下，完成了再生混凝土框架柱、框架梁、梁柱节点和剪力墙的足尺试验的系列研究。研究表明再生混凝土结构基本可以应用于多层以下建筑。但是同时也发现再生混凝土由于材质表现脆性、粘结薄弱，梁柱节点区在地震作用下的粘结性能退化较快，容易发生粘结滑移破坏，使得该点成为制约再生混凝土工程应用的唯一技术因素。本项目在上述研究基础上，通过钢筋混凝土框架节点足尺试验，研究不同再生骨料掺量、不同钢筋直径、不同钢筋强度、不同锚固措施的再生混凝土节点区粘结锚固性能与破坏机理，揭示节点区粘结锚固性能的退化规律，最终提出钢筋混凝土节点的锚固要求。本项目研究成果可为再生混凝土结构设计与规范制定提供科学依据，对促进再生混凝土在工程结构中推广应用具有非常重要的意义。

框架节点起着连接框架梁、柱的重要作用，是保证梁柱有效传力、充分发挥耗能性能的关键部位。本项目是针对前期研究所发现的问题进行的研究，前期进行了3个再生混凝土节点和1个普通混凝土节点试验，试验发现再生混凝土节点可能发生节点区粘结滑移破坏。粘结滑移破坏属于脆性破坏形式，不能很好的发挥节点的作用。本项目对再生混凝土框架中节点、边节点进行深入研究，分析再生混凝土节点的锚固性能及破坏机制。. 研究内容主要包括126个再生混凝土试件的拔出试验，研究了再生骨料对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响，以及9个再生混凝土框架梁柱中间节点和3个再生混凝土框架梁柱边节点的抗震性能及粘结锚固性能试验。研究发现：1）再生骨料与钢筋的粘结强度较普通通凝土有一定下降，根据研究结果提出了再生混凝土与钢筋之间的粘结滑移本构关系公式；2）再生混凝土框架节点抗震性能及粘结锚固性能较普通混凝土有所减弱；3）针对再生混凝土框架中节点粘结滑移现象提出了核心区焊接横向短筋和梁端水平加腋的构造措施，两种措施都可以有效的提高节点的粘结锚固性能；提出了再生混凝土框架节点相对锚固长度取25的建议值；4）针对再生混凝土框架节点抗剪性能提出了适用于本研究的修正的再生混凝土框架节点的抗剪承载力计算公式；5）再生混凝土框架边节点建议可按普通混凝土设计规范进行设计。项目研究为再生混凝土的推广使用奠定试验基础。