《橡膠集料混凝土的材料特性對結構性能的影響》是依託天津大學，由朱涵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：橡膠集料混凝土的材料特性對結構性能的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱涵
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
眾多試驗表明（包括課題組所做的）， 橡膠集料混凝土具有高延性和高阻尼。 課題組也首次提出了橡膠集料混凝土在單軸受壓狀態下的應力應變關係，以及橡膠集料混凝土峰值壓應變和極限壓應變的公式。 延性是一個關於能耗的重要指標。 課題組進一步研究了橡膠集料鋼筋混凝土梁的截面曲率延性係數，得到其數值大大的超過了相對應普通鋼筋混凝土的數值。基於這些階段性的成果，課題組申請開展橡膠集料混凝土的材料特性對混凝土結構性能影響的研發課題，這樣一個課題是搭台， 是從材料自身角度出發開拓的新的平台和前沿，用於推動結構耗能和抗震的技術方法和水平向前發展，這在國內外尚屬首次。
結題摘要
經過大量實驗的證明，橡膠集料混凝土具有變形大、彈性模量低、阻尼高和耗能高的特點，這些材料特性對構件和結構延性和抗震性能具有潛在的有利影響。本課題把橡膠集料混凝土的材料特性延伸到構件和結構中，分析其對結構和構件延性和抗震性能的影響，主要做了以下三個方面的研究： 第一：橡膠集料混凝土具有變形大和彈性模量低的特點，本課題運用力學原理分析橡膠集料混凝土對梁延性性能和承載能力的影響，並依此為依據分析橡膠集料混凝土對結構延性和承載能力的影響； 第二：橡膠集料混凝土具有彈性模量低和阻尼高的特點，依據規範的計算方法，通過設定彈性模量折減係數和阻尼比兩個參數，分析橡膠集料混凝土對結構剛度、基本周期、水平地震荷載和層間彈性位移等的影響； 第三：根據橡膠集料混凝土彈模低、阻尼高和耗能高的特點，分析了橡膠集料混凝土構件的阻尼比、動力性能和耗能能力，並用橡膠集料混凝土替代框架結構中梁的普通混凝土，研究橡膠集料混凝土框架結構的耗能能力、阻尼比和動力回響。 課題成果證明，橡膠集料混凝土能夠提高結構和構件的延性，降低結構的剛度、基本周期、水平地震荷載和層間彈性位移，同時能夠提高結構和構件的阻尼比和耗能能力，削弱結構和構件的動力回響，進而提高結構的抗震性能。總結課題的成果可以看出： 有兩個因素是橡膠集料混凝土在結構抗震分析中起到了關鍵作用。 第一個是橡膠集料混凝土的模量比普通混凝土的要低，這樣會減低構件/結構的剛度，增加構件/結構的位移/變形，例如增加層間位移，從結構設計角度來看，這是不利的。 第二個是橡膠集料混凝土的阻尼/延性比普通混凝土高，在受到動態載荷時候，它會衰減構件/結構的位移/變形。 這兩個因素相互之間互動和此消彼長，就形成了橡膠集料混凝土結構抗震的關鍵內容。從課題的分析來看，是有可能在利用橡膠集料混凝土高阻尼/延性來提高結構抗震性能的同時，其位移/變形仍然滿足設計要求。 從對結構剛度的要求出發， 橡膠集料混凝土的第一步套用應該是在梁和板的構件，而不是柱的構件。用通俗的語言來描述，橡膠集料鋼筋混凝土結構的特性應該是強柱柔梁，對比傳統的強柱弱梁，是一種改進和提高。眾所周知，結構抗震一直是結構工程領域中極為關注的重點，課題所取得的成果表明：橡膠集料混凝土從材料阻尼/延性的機理，糅合成構件/結構的能量耗散動態回響，從而提高鋼筋混凝土結構的抗震性能，這也給結構抗震技術發展提供了新的研究方向
