混合柱在文化活动中心的实验性
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇混合柱在文化活动中心的实验性范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
作者：刘琼祥 吴波 蔡庆雄 刘伟 许喆 周健能 赵新宇 单位：深圳市建筑设计研究总院有限公司 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室
0引言
在我国快速发展的城市化进程中，旧有建筑物被拆除，新建建筑拔地而起，由此产生了大量的废弃混凝土，据统计，2009年我国旧有建筑物拆除产生的固体废弃物可达2.6亿t，随着建筑业的迅猛发展，每年固体废弃物的产出量还将逐年增加。如何将废弃混凝土再利用，减少环境污染，是建筑业亟待解决的问题。钢管再生混合构件是一项从结构构件角度为建筑行业节能减排的新技术。钢管再生混合构件为将旧有建筑物拆除所得的废弃混凝土构件，去除混凝土保护层、纵筋、箍筋之后的核心部分整体或分段(块)放入钢管内部，然后在二者之间浇筑新混凝土所形成的钢管再生混合构件。根据所采用废弃混凝土形式的不同可分为节段型和块体型两种，前者废弃混凝土采用尺寸较大的节段形式，后者则采用尺寸较小的块体形式。在进行了大量的试验研究后，深圳市建筑设计研究总院有限公司将钢管再生混合柱应用于紫金县文化活动中心，取得了良好的效果，并为今后的研究及应用获取经验。
1前期研究
华南理工大学分别进行了4mm和1mm厚钢管再生混合短柱轴心抗压性能试验和1mm厚钢管再生混合短柱剪切性能试验］。试验表明:1)对于4mm厚钢管再生混合短柱，当现浇和废弃混凝土的28d轴心抗压强度相等时，节段型、块体型钢管再生混合短柱的抗压承载力和全现浇钢管混凝土短柱十分接近，即32%～35%废弃混凝土的采用并未导致钢管再生混合短柱的抗压承载力降低;2)对于1mm厚钢管再生混合短柱，混合比(即钢管内部再生块体或节段质量与全部混凝土质量之比)分别在25%～35%，35%～50%之间变化时，块体型和节段型钢管再生混合短柱的抗压承载力总体变化不大;新旧混凝土强度等级差小于15MPa时，两类再生混合短柱在上述各自的混合比范围内，具有与全现浇钢管混凝土短柱相近的抗压承载力;3)随着混合比增大，钢管再生混合柱的极限抗剪承载力总体呈现出逐渐降低的趋势;节段型钢管再生混合柱相比于块体型钢管再生混合柱具有更高的极限抗剪承载力。
2工程简介
紫金县文化活动中心位于广东省河源市，总建筑面积6759.05m2，主体平面尺寸为72.0m×36.3m，平面形状为矩形，共4层，总高度27.3m，为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。按功能可分为观众厅、舞台区、化妆排练区和办公区，舞台区下设有局部地下室，地上各功能区由于使用功能的要求，楼面标高上下交替，形成错层。化妆排练区部分框架柱采用了钢管再生混合柱，其在平面中的位置为KZ20在某一标高段的施工图。本工程由深圳市建筑设计研究总院有限公司设计，并由华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室提供科研支持。
3试验分析
工程中选取了6根框架柱采用钢管再生混合柱技术。再生块体来自原址影剧院拆除所得的混凝土构件，去除钢筋后，再生块体的尺寸约为300～350mm，。钢管再生混合柱的外径D=600mm，壁厚t=10mm，采用Q235B钢材，现浇混凝土强度等级为C35，通过回弹法检测再生块体混凝土强度，再生块体的混合比约为25%。设计时，采用普通钢管混凝土柱的计算方法，通过SATWE计算钢管再生混合柱的内力，然后手工复核。钢管再生混合柱的混凝土组合强度取为C20。施工前华南理工大学在施工现场浇筑两根足尺钢管再生混合柱，（试验参数略）将试件自然养护36d后进行轴心抗压承载性能试验，（表略）试件实测轴心抗压承载力远大于设计值，试验表明钢管再生混合柱轴心抗压承载能力有足够的可靠度。在足尺试件试验后，将钢管剖开，从柱的上部、中部及下部分别取出一段混凝土，（图略）。由于新旧混凝土颜色有所不同，可很容易分辨出新旧混凝土，由图可看出:1)在三段混凝土中再生块体含量差别不大，再生块体的分布与其在柱中的竖向位置关系不大，即施工过程中振捣棒的振捣并不会使得再生块体过于集中在构件底部;2)中部段中再生块体略多于上部段和下部段，这是由于浇筑中部段时放置再生块体较多的缘故，即施工时人为放置再生块体的均匀性对再生块体在构件内的分布影响较大;3)旧混凝土周围总是有新混凝土包裹，新旧混凝土分布较均匀，即施工时只要充分振捣即可保证新旧混凝土分布均匀。2010年5月18日首根钢管再生混合柱在紫金县文化活动中心施工现场浇筑完成，施工时吸取试验经验，施工前将再生块体充分浸湿，并保证再生块体在放入钢管时的均匀性。
4试验比较
目前国内外对钢管混凝土短柱承载力的计算方法已进行了较多的研究，国内应用较多的有JCJ01—89，CECS28:90，DL/T5089—1999，DBJ13-51—2003四本规程。取华南理工大学进行的两批试验的试验值与按照CECS28:90中计算方法所得的计算值进行比较。为按照CECS28:90方法的计算值;Ne为试验实测值。计算过程中，新旧混凝土的组合强度（公式略）经计算，华南理工大学1mm厚钢管再生混合柱的套箍指标为0.16～0.22，规程CECS28:90中条文说明指出规程中式(4.1.2-2)当套箍指标在0.2～5.0范围内时，其计算值与实测值均符合良好。因此，本文计算时，1mm厚钢管再生混合柱亦由CECS28:90中式(4.1.2-2)计算其轴心抗压承载力。(1)对于钢管壁厚为4mm的试件，全现浇混凝土试件轴心抗压承载力的计算值与实测值比值的均值较块体型和节段型试件大，即CECS28:90的计算方法对于钢管再生混合柱的可靠度高于其对普通钢管混凝土的可靠度。(2)对于钢管壁厚为1mm的试件，全现浇混凝土试件轴心抗压承载力的计算值与实测值比值的均值较块体型试件的略小，较节段型试件的大，即CECS28:90的计算方法对于块体型试件具有与普通钢管混凝土柱相当的可靠度，对于节段型的可靠度高于上述两者。可见，CECS28:90对于钢管再生混合柱的可靠度不低于其对于普通钢管混凝土的可靠度。为充分考虑再生块体/节段在钢管再生混合柱中分布的不均匀性，及新旧混凝土强度的差异性，本文建议按下式计算新旧混凝土的组合强度:（公式略）(1)式中:0.95为考虑再生节段/块体在新混凝土中不均匀分布的修正系数;0.88为结构中混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异系数;αc1为混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值，对C50及以下强度混凝土取（公式略）中间按线性规律变化。钢管再生混合柱的轴心抗压承载力按照《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28∶90)中的计算方法计算，其中混凝土强度取新旧混凝土的组合强度，（公式略）(2)其中套箍指标θ取值范围为0.2～3。块体型与节段型钢管再生混合柱的轴心抗压承载力计算值与实测值比值均不大于其相同新混凝土强度和钢管管材的全现浇型钢管混凝土柱的值，因此采用式(1)计算新旧混凝土的组合强度，再按照CECS28:90中的计算方法计算钢管再生混合柱轴心抗压承载力的可靠性不低于普通钢管混凝土短柱的可靠性。
5结语
通过将华南理工大学之前进行的两批试验试件轴心抗压承载力实测值与按CECS28:90中计算方法所得的计算值的比较，提出了适用于结构设计的钢管再生混合短柱的轴心抗压承载力计算方法。钢管再生混合构件对施工工艺要求不高，简单方便，具有很好的可行性。紫金县文化活动中心所采用钢管再生混合柱中再生块体来自原址影剧院诉除所得的混凝土构件，旧混凝土的采用对钢管混凝土柱的抗压承载力影响不大。废弃混凝土的再利用既节约了固体垃圾运送的费用，又减少了新混凝土的用量。本工程作为钢管再生混合构件新技术的第一个实践项目，为今后钢管再生混合在实际工程中的应用提供了宝贵的经验，具有一定的参考意义。