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沙漠砂混凝土框架柱抗震性能试验研究

振动与冲击 2021年第24期40卷 221-229页

作者：李志强马瑞甘丹石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 重庆大学土木工程学院重庆400045

为研究沙漠砂混凝土框架柱(DSCC)的抗震性能,对15根缩尺比为1/2的框架柱开展了拟静力试验。以剪跨比、轴压比、配箍率、沙漠砂替代率和配筋率为设计参数,对构件的破坏过程、破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性性能和刚度退... 详细信息

为研究沙漠砂混凝土框架柱(DSCC)的抗震性能,对15根缩尺比为1/2的框架柱开展了拟静力试验。以剪跨比、轴压比、配箍率、沙漠砂替代率和配筋率为设计参数,对构件的破坏过程、破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性性能和刚度退化等抗震性能指标进行分析。结果表明:沙漠砂混凝土框架柱的滞回曲线较饱满,其各项抗震性能与普通混凝土柱较接近,整体上具有较好的抗震性能;沙漠砂替代率由0,20%,40%,60%,80%逐渐增加时,沙漠砂替代率为40%的试件其各项抗震性能指标均较好,沙漠砂替代率为60%的试件,各项抗震性能指标与普通混凝土柱的较接近;剪跨比由1.32,1.70,2.08,2.64,3.02逐渐增加时,试件依次发生剪切破坏、弯剪破坏和弯曲破坏;轴压比由0.17,0.26,0.35逐渐增加时,其峰值荷载提高近20%,延性提高近5%,等效黏滞阻尼系数提高近10%;配箍率由0.64%,0.97%,1.29%逐渐增加时,其峰值荷载提高近5%,延性提高近30%,等效黏滞阻尼系数提高近25%;配筋率由1.55%,2.03%,2.58%逐渐增加时,其峰值荷载和延性分别提高近30%,等效黏滞阻尼系数提高近10%。

关键词：沙漠砂混凝土框架柱拟静力试验破坏模式抗震性能

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沙漠砂混凝土框架结构的抗震性能有限元分析

石河子大学学报（自然科学版） 2023年第6期41卷 684-690页

作者：张振豪李志强王尧鸿董伟石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010

为了研究沙漠砂混凝土框架结构的抗震性能及破坏机理,基于ABAQUS有限元软件建立了9榀二层平面框架模型,研究了材料类型、混凝土楼板、配箍率和轴压比对沙漠砂混凝土框架抗震性能的作用规律。结果表明:沙漠砂混凝土框架的承载能力、初始... 详细信息

为了研究沙漠砂混凝土框架结构的抗震性能及破坏机理,基于ABAQUS有限元软件建立了9榀二层平面框架模型,研究了材料类型、混凝土楼板、配箍率和轴压比对沙漠砂混凝土框架抗震性能的作用规律。结果表明:沙漠砂混凝土框架的承载能力、初始刚度和屈服后承载能力余量均与普通砂混凝土框架相接近;与不带板的沙漠砂混凝土框架相比,带板的耗能提高近20%,承载力提高近6%;轴压比由0.2上升至0.6,试件的变形能力储备降低近15%;配箍率增加1.23%,结构的屈服载荷增长的幅度降低约1.5%,极限载荷增长的幅度降低约2%。

关键词：沙漠砂混凝土框架抗震性能轴压比配箍率

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沙漠砂混凝土深梁裂缝试验

中国科技论文 2022年第7期17卷 759-763,769页

作者：秦拥军张逸飞李向阳杨雳鹏新疆大学建筑工程学院乌鲁木齐830047 新疆土木工程技术研究中心乌鲁木齐830047 新疆生产建设兵团建筑科学技术研究院乌鲁木齐830054

为了对沙漠砂混凝土深梁裂缝进行研究,设计了沙漠砂掺量、剪跨比、箍筋配筋率和混凝土强度等级因素,对9根沙漠砂混凝土深梁进行试验。试件采用位移控制的方式进行加载,根据不同国家规范中深梁裂缝宽度的计算公式对沙漠砂混凝土深梁的最... 详细信息

为了对沙漠砂混凝土深梁裂缝进行研究,设计了沙漠砂掺量、剪跨比、箍筋配筋率和混凝土强度等级因素,对9根沙漠砂混凝土深梁进行试验。试件采用位移控制的方式进行加载,根据不同国家规范中深梁裂缝宽度的计算公式对沙漠砂混凝土深梁的最大裂缝宽度进行了理论值计算,并与试验结果进行对比。结果表明:在同一剪力值下,试件裂缝宽度随着剪跨比、混凝土强度、箍筋配筋率的增加,分别呈现增大、减小、减小的趋势,随沙漠砂掺量的增加则呈现先增后减的趋势。将美国ACI 318-11、欧洲EN 1992-1-1:2004和中国GB 50010—2010规范中的计算方法进行对比,发现中国规范对沙漠砂混凝土深梁最大裂缝宽度进行的理论值计算与试验值最为接近,且变异系数较小,建议采用中国规范进行最大裂缝宽度理论值的计算。

关键词：沙漠砂混凝土深梁最大裂缝宽度剪跨比箍筋配筋率

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沙漠砂混凝土空间边节点抗震性能有限元分析

混凝土 2023年第5期 32-38页

作者：高翔李志强周阳张俊龙石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室新疆石河子832003

为了研究沙漠砂混凝土空间边节点的抗震性能,利用ABAQUS有限元软件建立7个空间边节点和1个平面边节点模型,通过破坏现象、滞回曲线、骨架曲线和延性性能等,分析材料类型、节点形式、轴压比和配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明:等效... 详细信息

为了研究沙漠砂混凝土空间边节点的抗震性能,利用ABAQUS有限元软件建立7个空间边节点和1个平面边节点模型,通过破坏现象、滞回曲线、骨架曲线和延性性能等,分析材料类型、节点形式、轴压比和配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明:等效塑性应变最大值位置出现在梁柱交接处的柱子侧面和梁侧面,此处混凝土最容易脱落,钢筋最容易发生断裂。沙漠砂混凝土空间边节点比普通砂混凝土空间边节点的初始刚度和延性分别大约15%和18%,可以作为普通砂混凝土的替代材料。空间节点比平面节点的屈服荷载和极限荷载分别小约3%和2%,但延性系数比平面节点大约16%。轴压比从0增加到0.6时,空间节点的初始刚度和耗能分别增大约42%和12%,但延性降低约2.41%。配筋率从1.54%增加到3.08%时,试件的极限承载力、初始刚度和延性分别增大约15%、20%、29%,但建议节点设计时柱子纵筋不仅要满足承载力,且应对称与均匀配筋。

关键词：沙漠砂混凝土空间边节点轴压比配筋率抗震性能

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沙漠砂混凝土研究进展

混凝土 2022年第11期 27-31页

作者：那扎尔·努尔旦牛景行李志强石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室新疆石河子832003

天然细骨料匮乏问题是目前建筑工程领域所面临的难题,寻找一个能替代天然细骨料的资源已经成为主流研究课题。作为一种新型建筑材料,沙漠砂(风积砂)资源丰富,若能充分利用其资源能够缓解当天然细骨料供不应求的局面,满足可持续发展理念... 详细信息

天然细骨料匮乏问题是目前建筑工程领域所面临的难题,寻找一个能替代天然细骨料的资源已经成为主流研究课题。作为一种新型建筑材料,沙漠砂(风积砂)资源丰富,若能充分利用其资源能够缓解当天然细骨料供不应求的局面,满足可持续发展理念。主要根据目前的国内外沙漠砂混凝土研究现状,分析了沙漠砂混凝土基本力学性能和耐久性、沙漠砂混凝土构件力学性能以及改良措施。在此基础上,结合目前的研究现状,对沙漠砂混凝土未来的研究前景进行了分析和展望,为其在工程应用和推广中提供参考。

关键词：沙漠砂混凝土力学性能耐久性改良措施研究前景

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沙漠砂混凝土框架节点恢复力模型研究

石河子大学学报（自然科学版） 2022年第5期40卷 591-597页

作者：张华东朱燕芳李志强王尧鸿董伟石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099 内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010

为了探究沙漠砂混凝土框架节点的恢复力特性,对9个沙漠砂混凝土框架节点开展了拟静力实验。以轴压比、核心区配箍率、沙漠砂替代率为设计参数,对构件的破坏过程、破坏特征、骨架曲线、刚度退化、滞回规则等进行分析。基于试件的破坏特征... 详细信息

为了探究沙漠砂混凝土框架节点的恢复力特性,对9个沙漠砂混凝土框架节点开展了拟静力实验。以轴压比、核心区配箍率、沙漠砂替代率为设计参数,对构件的破坏过程、破坏特征、骨架曲线、刚度退化、滞回规则等进行分析。基于试件的破坏特征,提出了三折线形骨架曲线模型。在滞回曲线的基础上回归分析出相关卸载刚度的表达式,并提出相应的滞回规则,最终得到沙漠砂混凝土框架节点的恢复力模型。结果表明:三折线形恢复力模型与实验结果吻合度较好,能够较好地模拟和反映构件的实际抗震性能,可为沙漠砂混凝土框架节点的弹塑性地震反应分析提供参考。

关键词：沙漠砂混凝土框架节点拟静力实验恢复力模型

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沙漠砂混凝土梁抗剪性能研究

应用力学学报 2020年第5期37卷 2134-2140,I0021页

作者：李志强杨森曾晓云杨骏石河子大学水利建筑工程学院石河子832003 新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室石河子832003

为了研究沙漠砂混凝土梁的抗剪性能,通过15根沙漠砂混凝土梁的抗剪试验,分析了剪跨比、沙漠砂替代率、配筋率、配箍率、加载方式对梁抗剪承载力的影响规律。试验结果表明:沙漠砂混凝土梁的受力破坏过程与普通混凝土梁类似,当λ≤1时,梁... 详细信息

为了研究沙漠砂混凝土梁的抗剪性能,通过15根沙漠砂混凝土梁的抗剪试验,分析了剪跨比、沙漠砂替代率、配筋率、配箍率、加载方式对梁抗剪承载力的影响规律。试验结果表明:沙漠砂混凝土梁的受力破坏过程与普通混凝土梁类似,当λ≤1时,梁常发生斜压破坏;当1.5≤λ≤2.5时,梁常发生剪压破坏;当λ≥3时,梁常发生斜拉破坏;但现行规范中梁抗剪承载力公式不适用于沙漠砂混凝土梁。因此,本文通过引入混凝土抗力系数对普通混凝土梁的抗剪承载力计算公式进行修正,建立了适用于沙漠砂混凝土梁的抗剪承载力计算公式。计算结果表明本文提出的计算公式精度较高,能客观反映沙漠砂混凝土梁的抗剪性能。

关键词：沙漠砂混凝土抗剪承载力静力试验破坏模式

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沙漠砂混凝土短柱轴压力学性能试验研究

沙漠砂混凝土短柱轴压力学性能试验研究

作者：马瑞石河子大学

学位级别：硕士

建筑、工程行业的蓬勃发展,带来了对建筑材料的巨大需求以及造成自然资源枯竭等严重问题,对可持续建筑材料的需求以及探寻成为了一项重大挑战。目前,国内外学者均将目光聚焦于各个地区辽阔丰富的沙漠,已开展了对沙漠砂、风积沙混凝土工... 详细信息

建筑、工程行业的蓬勃发展,带来了对建筑材料的巨大需求以及造成自然资源枯竭等严重问题,对可持续建筑材料的需求以及探寻成为了一项重大挑战。目前,国内外学者均将目光聚焦于各个地区辽阔丰富的沙漠,已开展了对沙漠砂、风积沙混凝土工程特性的研究。本文以新疆古尔班通古特沙漠砂为研究对象,以沙漠砂替代率、配筋率、配箍率为变量制作了18根钢筋混凝土短柱,5根素混凝土短柱,进行轴向静力加载试验。通过观察短柱试件的受力过程及破坏形态,分析轴压短柱试件的荷载-位移曲线、荷载-混凝土应变曲线、荷载-纵筋应变曲线、荷载-箍筋应变曲线,研究沙漠砂替代率、配筋率、配箍率对试件的峰值荷载、峰值位移及沙漠砂混凝土与钢筋的协同受力性能的影响;通过计算延性系数、韧性系数评估了沙漠砂钢筋混凝土短柱的受力变形性能;最后,应用现行国家规范计算了沙漠砂钢筋混凝土短柱的极限承载力,验证安全、可靠性,并与美国规范进行了对比分析。通过对试验数据回归分析,引入影响短柱试件承载力的相关系数,即沙漠砂强度影响系数ζ、沙漠砂混凝土与钢筋的匹配效应系数K,对现行国家规范规定的承载力计算公式进行了修正。试验结果表明:(1)沙漠砂混凝土短柱轴压受力破坏过程与普通混凝土相似,都经历弹性变形阶段、塑性变形-混凝土开裂阶段、破坏阶段,试件均呈现轴压破坏形态。(2)沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的峰值荷载、峰值位移随配筋率、配箍率的增大而增大;相比于普通钢筋混凝土,沙漠砂替代率为40%、60%时,试件的峰值荷载平均提高了6.26%、2%。(3)位移延性系数μ、能量延性系数I、韧性系数TI计算结果显示,沙漠砂钢筋混凝土短柱的受力变形性能随着配筋率、配箍率的提高而得到改善,与普通混凝土试件相比,40%、60%沙漠砂替代率下的短柱试件表现出良好的延性,延性系数μ平均分别提高了5.22%和1.83%,I系数平均分别提高了9.12%和7.14%,韧性系数TI平均分别提高了2.87%和3.76%。(4)根据中、美规范规定的轴压试件承载力计算公式对沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的承载力计算结果,经分析,采用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)计算沙漠砂钢筋混凝土短柱试件的承载力是可行的,且具有足够的安全储备,但是过于保守。通过引进承载力计算修正系数ζ、K,试验值与拟合公式计算值的比值平均为1.087,标准偏差0.124,变异系数0.112,拟合公式计算值与试验值更为吻合,且具有一定的安全储备,使沙漠砂钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算公式更具有针对性。

关键词：沙漠砂混凝土钢筋混凝土短柱力学性能极限承载力

沙漠砂混凝土力学性能及应力-应变本构关系试验研究

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应用力学学报 2019年第5期36卷 1131-1137,1261页

作者：李志强王国庆杨森鞠冠男石河子大学水利建筑工程学院石河子832003 新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室石河子832003

为了研究沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能的影响,试验设计了132个试块,其中66个标准立方体试件和66个标准棱柱体试件;通过立方体抗压强度试验、劈裂拉伸强度试验、轴心抗压强度试验、弹性模量试验,研究了沙漠砂替代率从0%~100%变化... 详细信息

为了研究沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能的影响,试验设计了132个试块,其中66个标准立方体试件和66个标准棱柱体试件;通过立方体抗压强度试验、劈裂拉伸强度试验、轴心抗压强度试验、弹性模量试验,研究了沙漠砂替代率从0%~100%变化时沙漠砂混凝土的基本力学性能,并提出了沙漠砂混凝土应力-应变本构方程和损伤本构方程。研究结果表明:随沙漠砂替代率的增加,沙漠砂混凝土立方体抗压强度、劈裂拉伸强度、轴心抗压强度均呈现先减小后增加再降低的趋势;弹性模量、能量耗散能力、延性性能呈现先增加后减小的趋势;其应力-应变全过程曲线的形状与普通混凝土相似,都经历了弹性、弹塑性、屈服破坏的3阶段;应力-应变本构方程和损伤本构方程的计算结果均与试验结果吻合较好。

关键词：沙漠砂混凝土力学性能应力-应变曲线本构方程能量耗散系数