研究了高强硅酸盐墙板的抗压性能及破坏形态,提出了标准试块受压应力-应变本构方程,通过ABAQUS有限元软件进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:标准试块受压应力-应变全过程曲线的形状和普通混凝土相似,峰值应力前曲线接近直线,达到峰值应力后,应力迅速跌落;可采用二段式曲线拟合高强硅酸盐墙板标准试块的单轴受压应力-应变关系,得出其本构模型;试件的破坏形态为脆性破坏,延性较差,抗压试件破坏时两板面出现竖向裂缝,两孔间肋出现竖向裂缝和斜裂缝;试件承载力较高,满足现有规范对建筑用隔墙条板的强度要求。

通过对4片新型EPS模块浇筑墙体进行轴心和偏心受压试验,研究了试件的破坏形态、极限承载力和变形规律。在试验基础上,利用ABAQUS软件建立了新型EPS模块浇筑墙体有限元模型,并对试件的极限承载力进行了对比分析。结果表明:新型EPS模块内存在连接桥,墙体的破坏首先出现在连接桥处,最终破坏形式为受压区混凝土破坏;随着偏心距逐渐增大,墙体的极限承载力明显降低,应变与普通混凝土墙体的变化相似;有限元分析结果与试验结果吻合良好,可为工程设计提供分析方法和理论依据。

通过单调荷载下的缩尺模型试验研究了不同配箍率混凝土叠合梁的静力性能,选择合适的本构模型及边界性质进行了ABAQUS模拟与试验对比。其中,叠合梁分为预制段和现浇段,整浇梁作为对比试件。结果表明:相同配箍率下,叠合梁较整浇梁更易发生剪切破坏,叠合梁的延性较整浇梁有所降低;提高配箍率可提高叠合梁的延性;ABAQUS模拟结果与试验结果的吻合度较高。可为设计高性能叠合梁提供依据。

为了改善水泥基材料的抗裂性能,满足建筑在加固、修复过程中对修补材料高韧性的需求,将耐碱玻璃纤维网、玻璃纤维方格布、玻璃纤维毡3种二维纤维分别掺入到聚合物水泥砂浆中,研究了不同二维纤维增强材料对聚合物水泥砂浆拉伸性能的影响,通过应力-应变曲线和拉伸破坏形态揭示了二维纤维增强材料对聚合物水泥砂浆的作用机理,通过对掺二维纤维增强材料聚合物水泥砂浆进行浸水和碱溶液处理,评价了其耐水、耐碱性能。结果表明:3种二维纤维增强材料均能提高聚合物水泥砂浆的拉伸强度与断裂伸长率,其中,玻璃纤维方格布对提升聚合物水泥砂浆的拉伸强度最有利;浸水和碱溶液处理均会影响掺二维纤维增强材料聚合物水泥砂浆的拉伸性能,其中,碱溶液处理更不利。

为了验证多腔式双钢板组合剪力墙的抗震优越性,制作了钢筋混凝土剪力墙和多腔式双钢板组合剪力墙,通过低周反复水平荷载试验,获得了两种剪力墙的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线;建立了ABAQUS有限元模型,进行了多腔式双钢板组合剪力墙的抗震试验仿真分析,模拟了其破坏形态和累计损伤状态。结果表明:多腔式双钢板组合剪力墙具有承载力大、延性好、耗能强等优点;构件最终破坏时,虽然管内混凝土受压塑性变形发展较大,导致外侧双钢板明显臌胀,但管内混凝土并没有压碎,可以继续工作承担荷载;构件的最终破坏形态为受拉钢板撕裂破坏,属于延性破坏。

研究了玄武岩纤维掺量对混凝土轴拉性能和抗冲击韧性的影响,观察了试件拉伸与冲击的破坏形态,测得了试件的轴拉强度、破坏冲击次数等指标。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的轴拉强度先增大后减少;当玄武岩纤维掺量为5 kg/m3和10 kg/m3时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度分别提高了24.41%和50.17%;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m3时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度降低了3.73%;各试件的冲击破坏裂缝均出现在试件中部;与素混凝土相比,玄武岩纤维掺量为5 kg/m3和10 kg/m3试件的破坏冲击次数分别增加了46.29%和69.66%,抗冲击韧性的改善效果明显;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m3时,由于纤维分散不够均匀,导致试件的破坏冲击次数降低。

研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响。结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹性模量和轴压韧性比总体均呈增大趋势。

为了研究纤维掺入方式和快速养护方式对玄武岩纤维混凝土(BFRC)抗压强度的影响规律,采用对照试验方法,每种方式设计五组配合比,并将试件养护7 d和28 d后进行抗压强度试验,得出最佳掺量值和最佳掺入方式。同时在最佳玄武岩纤维(BF)掺量下,对BFRC试件7 d和28 d试块裂缝出现及发展过程进行数据采集记录;基于素混凝土试件的破坏模式,对BFRC试件破坏形态进行描述。根据试件裂缝出现、发展及破坏时对应的荷载进行对比分析,得出6 kg/m^3玄武岩纤维可以有效改善混凝土抗压强度及受压破坏变形。

现提倡绿色材料,节能环保新型建材,采用粉煤灰、陶粒等材料配制的陶粒混凝土,可以降低结构自重,提高抗震性能。本文进行了正交试验研究,得出对陶粒混凝土抗压强度影响程度的因素由大到小分别为水灰比、砂率、粉煤灰掺量,并进而得出最优配合比;对陶粒混凝土受压破坏形态进行了分析,结果表明,水泥砂浆与陶粒的界面破坏和陶粒全截面断裂破坏是陶粒混凝土受压破坏的主要形态。

为研究PSRC梁底部预制构件施工阶段受力性能,以混凝土强度、型钢类型、剪跨比为研究参数,设计了6根预制梁试件,并对其进行了单调静力加载试验,研究其承载力、裂缝和变形发展规律,以及截面应变分布规律。结果表明,试件的裂缝发展规律与普通钢筋混凝土梁类似,且试件具有较好的延性。混凝土强度和型钢类型对试件的承载力影响很小。剪跨比是影响试件破坏形态和承载力的最主要因素,随着剪跨比的增大,各试件依次发生斜截面受剪破坏和正截面受弯破坏。