(一)研究目标
本项目将联合中国和巴基斯坦两国的技术人员,围绕双方共同关心的国家需求,重点关注地震易发区再生混凝土结构的抗震性能和生命周期评价,制定中国和巴基斯坦抗震设防地区再生混凝土结构的设计标准,以便为两国的混凝土结构可持续发展提供有效的、明确的指导,为“一带一路”建设提供技术支撑,促进两国的技术交流与密切合作。
(二)研究内容
本项目将充分考虑两国的地域特点,从再生混凝土的材料性能包括制备方法、长期性能和本构关系方面切入,重点研究再生混凝土的阻尼调控机理、构件和结构的抗震性能,并对其环境与经济效益进行评价,最终制定出再生混凝土的抗震性能技术标准。主要从以下六个方面进行合作研究:
1)不同地域特色的再生混凝土制备与长期性能
重点研究:两国废弃混凝土的来源特点、再生骨料的加工与性能、再生混凝土的配合比设计、高性能再生混凝土与商品化再生混凝土的力学性能、再生混凝土的碳化、氯离子扩散和硫酸盐侵蚀等。
2)再生混凝土随机本构关系
重点研究:再生骨料来源、再生骨料取代率、再生混凝土强度等级和应变率对再生混凝土单轴受压时的全曲线特别是峰值应力、峰值应变、弹性模量、极限应变的影响规律;再生混凝土应力-应变全曲线离散性分析;随机本构模型的建立与应用方法。
3)再生混凝土阻尼机理与调控方法
重点研究:针对再生混凝土中再生骨料孔隙率高、密度小、吸水性强、压碎指标高等特点,选取再生骨料粒径、取代率、龄期等因素为参数,研究再生混凝土的细微观结构、再生混凝土的阻尼影响因素、纤维掺量与施工方法对再生混凝土阻尼的影响机理、再生混凝土阻尼的测试与分析方法;建立基于阻尼性能的再生混凝土优化调控方法,为再生混凝土的动力分析和设计提供理论基础。
4)新型再生混凝土构件和结构抗震性能
重点研究:利用拟动力试验和振动台试验方法,开展FRP约束再生混凝土足尺柱、FRP筋增强再生混凝土柱(墙)、再生混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能研究;基于再生混凝土随机本构和阻尼分析,建立考虑阻尼影响的再生混凝土结构抗震性能数值仿真分析理论和计算方法。
5)再生混凝土结构环境与经济效益评价
重点研究:基于life cycle assessment (LCA),结合试点工程,开展再生混凝土生命周期内的环境生态和经济效益分析,为再生混凝土结构的抗震性能与可持续混凝土结构的设计提供全面依据。
6)再生混凝土结构抗震设计技术指南
重点研究:围绕中巴双方共同关心的典型基础设施,在联合确定的试点工程现场测试结果的基础上,开展再生混凝土结构抗震设计流程、控制参数、设计方法、构造措施以及施工工艺的研究,起草技术指南。
(三)组织架构
项目参与单位:同济大学,北京交通大学。
中方研究小组和巴方研究小组的组长负责决策执行及日常工作的统筹安排,确保项目的安排与部署正常进行。中方小组组长:肖建庄(同济大学)、王元丰(北京交通大学)。