我国再生混凝土受压构件抗震性能研究综述

摘　要：本文介绍并总结了国内再生混凝土受压构件抗震性能的最新研究成果，并且对未来的发展进行了探讨和分析。

关键词：再生混凝土；混凝土柱；剪力墙；抗震性能

中图法分类号: TU　　          文献标识码: A

0 引言
　　随着中国经济不断蓬勃发展，带动了基础设施建设，大量旧建筑物因达到服役年限或因市政工程等需要而被拆除，造成了大量的建筑垃圾，另一方面对于新建建筑所需混凝土量的不断增加，能源与环境问题日益突出。再生混凝土的提出可以解决能源问题，近几年国内学者对再生混凝土结构性能进行了相关研究，其中对再生混凝土受压构件抗震性能的试验研究为今后再生混凝土技术能够在实际工程中应用奠定了一定的基础。
1   国内研究进展
1.1 再生混凝土柱
　　崔正龙^[1]等对再生混凝土柱的抗震性能进行了试验研究。通过2组再生钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱在轴压比0.2的条件下进行对比试验，试验结果表明，在混凝土强度接近的情况下，再生钢筋混凝土柱在破坏形式、承载能力以及耗能能力等方面与普通钢筋混凝土柱相比并没有明显降低，表现出良好的抗震性能，从结构力学性能角度来看，再生混凝土应用在建筑结构构件上是可行的。
　　哈尔滨工业大学^[2] ，北京工业大学^[3]，合肥工业大学^[4]，北京建筑工程学院^[5]，白国良^[6]等相继对再生混凝土柱抗震性能也进行了试验研究，试验结果表明：再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程相似。
　　文献^[2]通过8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱进行低周反复荷载试验，结果表明在小轴压比时发生延性破坏，在大轴压比时，发生脆性破坏；再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差，粉煤灰的掺入可以改善再生混凝土柱的延性，但承载力会降低。
　　文献^[3]进行了1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，提出了基于混凝土强度折减的承载力实用计算方法。试验结果表明：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。并且建议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。
　　文献^[4]对四根再生粗骨料为100％的再生混凝土框架柱进行抗震试验，分析其滞回性能。并通过大型有限元分析软件对各试件进行有限元的单调荷载作用下的数值模拟。同样得出再生混凝土的延性及承载力随着轴压比的增大而不断下降；再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。
　　文献^[5]中试验结果表明，提高纵筋率和箍筋加密区的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和极限变形性能。建议当再生混凝土框架柱的设计轴压比小于0.2时,箍筋加密区的最小配箍特征值可按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的规定采用，当再生混凝土框架柱的设计轴压比大于0.2时，应不低于《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001对二级框架柱箍筋加密区最小配箍的要求或具有更高的要求。
　　王思源^[7]等提出一种在地震作用下再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标的计算方法，计算结果表明：再生混凝土强剪弱弯设计可靠度指标低于普通混凝土柱；截面尺寸影响较小，配筋率，配箍率和轴压比影响较明显。
1.2 再生剪力墙
　　北京工业大学的曹万林等人对再生混凝土剪力墙的抗震性能进行了试验研究^[8-10]。试验结果表明：与普通混凝土剪力墙相比，再生混凝土剪力墙的抗震性能略差，且随着再生骨料掺量的增加，再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势；暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能；配筋率的提高，使再生混凝土中高剪力墙的承载力、延性、耗能能力有所提高；轴压比的提高，使再生混凝土剪力墙的承载力提高，弹塑性变形能力降低。建议在一定条件下，再生混凝土可用于一些剪力墙结构工程。
1.3 再生混凝土砌体
　　南京工业大学的倪天宇^[11]等通过对3片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行了低周反复荷载试验，分析了抗震性能，结果表明：再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下，破坏时的裂缝数量较少，主裂缝明显；在施加竖向荷载的情况下，破坏时无明显主裂缝，结构受力均匀，墙体的滞回曲线较饱满,延性较好，耗能能力较强，抗震性能良好。试验墙体的刚度退化趋势大致相同，墙体的初始刚度较大，开裂后刚度退化迅速。
　　周中一^[12]等进行了2个再生混凝土砖墙体的低周反复荷载试验，1个普通再生混凝土砖墙体和1个带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体，墙体的高宽比约为1.0。分析了两个端体的承载力、延性、破坏特征。研究结果表明：带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体承载力较高、延性较好、抗侧移刚度退化较慢；带竖向构造筋的再生混凝土砖砌体结构，经合理设计是可以满足村镇低层房屋抗震设计要求。
2 国内再生混凝土有待研究方向及展望
　　1）对再生混凝土骨料破碎工艺流程及相关设备的研究，使得再生骨料能够规格化；
　　2）从微观方面对再生混凝土的基本力学性能进行系统深入的研究；
　　3）加强对再生混凝土耐久性研究，例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗冻融性等；
　　3）对再生混凝土的收缩和徐变应进行进一步研究
　　4）应对再生混凝土结构构件的受力性能深入研究和试验方法进行改进；
　　5）目前国内已有部分学者和高校对再生混凝土不同的结构形式的抗震性能进行了初步研究，但是数量仍然较少，且离散性较大，仍须继续深入。
　　应增加对再生混凝土技术开发研究资金的投入，加快编制相关设计规范，并且通过经济调控促进推广再生混凝土在实际工程中的应用。
参考文献:
[1]   崔正龙, 大芳贺羲喜, 北迁政文, 田中礼治.    再生混凝凝土柱抗震性能的试验研究. 首届全国再生混凝土研究和应用学术交流会论文集. 2008.
[2]   卢锦.再生混凝土受压构件滞回性能试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学土木工程学院.2009.
[3]   尹海鹏, 曹万林, 张亚齐, 张建伟. 不同再生骨料取代率再生混凝土柱抗震试验研究. 世界地震工程. 2010(32): 341,344.
[4]   张静.再生混凝土框架柱的滞回性能分析. 工程技术 2010, 26(1):57-63.
[5]   彭有开. 再生混凝土框架柱抗震性能试验研究]. 北京建筑工程学院. 2011.
[6]   白国良, 刘超, 赵洪金, 姚菲, 朱丽华. 再生混凝土框架柱抗震性能试验研究. 地震工程与工程震动. 2011,31(1): 61-66.
[7]   王思源, 朱平

华, 姚荣, 王欣, 何霞. 再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度分析. 南京理工大学学报(自然科学版), 2010, 34(6):814-817.
[8]   曹万林, 徐泰光, 刘强, 张建伟, 张亚齐. 再生混凝土高剪力墙抗震性能试验研究. 世界地震工程.2009(02).
[9]   曹万林, 刘强, 张建伟, 徐泰光, 朱珩. 再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究. 世界地震工程.2009(01).
[10]   张建伟, 曹万林, 朱珩, 董宏英. 再生混凝土中高剪力墙抗震性能试验研究. 第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ. 2009.
[11]   倪天宇, 郭樟根, 孙伟民, 曹其艇. 再生混凝土空心砌块墙体的抗争性能. 东南大学学报(自然科学版)2009.52.
[12]   周中一, 王卿, 曹万林, 董宏英. 带竖向构造筋再生混凝土砖砌体抗震性能试验研究. 第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)2011.