傳統(tǒng)混凝土材料一般存在抗拉性能低、韌性差、開(kāi)裂后裂縫寬度很難控制等缺點(diǎn),若將它應(yīng)用在橋梁、海港碼頭、大壩等處于惡劣環(huán)境中的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,那么,這些結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件將會(huì)存在嚴(yán)重的耐久性問(wèn)題。高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Engineered Cementitious Composites,簡(jiǎn)稱(chēng)ECC)的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀,這是一種具有假應(yīng)變硬化和多縫開(kāi)裂特點(diǎn)的新型建筑材料,表現(xiàn)出非常顯著的非線性變形和優(yōu)良的韌性。它在纖維體積摻量不大于2%的情況下極限拉應(yīng)變可達(dá)到2.0%以上,并且在整個(gè)拉伸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多寬度小于l00um的細(xì)裂縫,該情況下形成的多縫開(kāi)裂引起了該材料的拉伸應(yīng)變硬化行為。現(xiàn)如今,伴隨著高強(qiáng)度鋼筋進(jìn)入人們的視野,人們開(kāi)始大力推廣高強(qiáng)度鋼筋,在實(shí)際工程中,使用這種材料有望能夠解決現(xiàn)代混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)所存在的結(jié)構(gòu)持久性和變形能力這方面的問(wèn)題。本文通過(guò)采取理論和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)ECC-RC組合梁的受彎性能:本文以國(guó)產(chǎn)PVA纖維增韌的水泥基復(fù)合材料為研究對(duì)象,以常用受彎構(gòu)件為研究載體,并且結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的研究成果,主要完成了以下三部分內(nèi)容:(1)在課題組原有理論成果基礎(chǔ)上,以ECC層厚度、界面處理方式及縱向受力鋼筋配筋率等參數(shù)為變量,澆筑22根ECC-RC組合梁進(jìn)行三等分點(diǎn)受彎試驗(yàn),研究該類(lèi)型梁在靜載作用下的正截面受力過(guò)程和變形特征,分析得出荷載-位移曲線,并對(duì)試件的受力過(guò)程和影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。描繪出縱向受拉鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線,記錄18根ECC-RC組合梁的開(kāi)裂彎矩和極限彎矩,記錄試驗(yàn)梁在正常使用狀態(tài)下的最大裂縫寬度、平均裂縫間距、平均裂縫寬度,與普通混凝土梁進(jìn)行對(duì)比分析,得出結(jié)論:在同級(jí)荷載作用下,高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)ECC-RC組合梁的最大裂縫寬度小于普通混凝土梁、平均裂縫間距、平均裂縫寬度均小于普通混凝土梁。(2)在平截面假定、鋼筋與ECC變形協(xié)調(diào)和混凝土層與ECC層完全粘結(jié)等基本假定條件下,以彈塑性理論為依據(jù),詳細(xì)地分析了 ECC-RC組合梁在整個(gè)受力過(guò)程中不同階段正截面的承載能力,并給出了受彎各階段內(nèi)力。分析構(gòu)件受彎破壞形態(tài),根據(jù)已有的理論研究PVA纖維的作用得出承載力計(jì)算公式,平衡配筋率,最小配筋率的計(jì)算方法。(3)考慮到纖維對(duì)裂縫數(shù)量和寬度的貢獻(xiàn),闡述構(gòu)件裂縫發(fā)展規(guī)律,得出裂縫分布特點(diǎn),對(duì)比ECC-RC組合梁與普通混凝土梁的裂縫形態(tài),解釋纖維的阻裂原理。描繪出ECC-RC組合梁的裂縫分布圖,給出我國(guó)規(guī)范的裂縫寬度計(jì)算公式和其修正建議。用修正公式計(jì)算得出的數(shù)值與試驗(yàn)值進(jìn)行比較分析,得出修正公式的可行性。
【學(xué)位單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU398.9
【部分圖文】：

和２５ｍｍ；?ＥＣＣ和混凝土的層間界面處理方式為三種處理形式，分別為未處理、半球形凹??槽、密閉鋼絲網(wǎng)�；炷恋膹�(qiáng)度等級(jí)均為Ｃ５０。使用ＥＣＣ替換受拉區(qū)鋼筋兩側(cè)各一倍保護(hù)??層厚度范圍內(nèi)的混凝土［４６１。各試件的參數(shù)見(jiàn)表２．１，試件的配筋見(jiàn)圖２．１。??

．?ＰＶＡ?１６?０．６８５?無(wú)?９０?５０??５?ＰＶＡ?１６?０．６８５?半球形凹點(diǎn)?９０?５０??７?ＰＶＡ?２５?１．２２８?無(wú)?１０１?３０??８?ＰＶＡ?２５?１．１１６?無(wú)?１４１?５０??９?ＰＶＡ?２５?１．１１６?無(wú)?１０８?５０??０?ＰＶＡ?２５?１．８４１?無(wú)?１０１?３０??１?ＰＶＡ?２５?１．６７４?無(wú)?１４１?５０???ＰＶＡ?２５?１．６７４?無(wú)?１０８?５０??加載裝置及加載制度??驗(yàn)梁構(gòu)件均為簡(jiǎn)支構(gòu)件，即支座處一端為固定鉸支座，而另一端則為可動(dòng)鉸支座。??止出現(xiàn)支座處混凝土發(fā)生局部受壓破壞的現(xiàn)象，在支座和構(gòu)件混凝土這兩者之間分??鋼板。并且在支座的兩端分別留有１００ｍｍ的余地，目的是為了不讓支座發(fā)生滑動(dòng)，??度均為３２００ｍｍ。在試驗(yàn)過(guò)程中加載采用三等分點(diǎn)加載，通過(guò)分配梁來(lái)完成。同時(shí)??旋千斤頂作為加載設(shè)備，并且通過(guò)壓力傳感器完成對(duì)千斤頂所施加的荷載大小的測(cè)??加載裝置設(shè)計(jì)圖如圖２．２所示，加載現(xiàn)場(chǎng)圖如圖２．?３所示。??

?ｉ?Ｕ?Ｗ１?＾??■?Ｊ??圖２．３梁加載圖??本試驗(yàn)的加載制度遵循以下原則先進(jìn)行預(yù)加載，以檢驗(yàn)試件各部分是否接觸良好，??百分表、千分表、應(yīng)變儀是否都能正常使用并且能夠測(cè)出正確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。預(yù)加載可分為??三級(jí)進(jìn)行，其中預(yù)加載值不能夠超過(guò)開(kāi)裂荷載的７０％。在預(yù)加載階段，通常試件處于彈性??階段，荷載的大小和各級(jí)荷載作用下變形值原則上應(yīng)該成線性關(guān)系，并且能在卸載后儀器??讀數(shù)都變成零，通過(guò)這個(gè)來(lái)檢查儀器是否能夠進(jìn)行正常工作。預(yù)加載以確保儀器能夠進(jìn)行??正常工作后，進(jìn)入正式加載階段。當(dāng)試件達(dá)到開(kāi)裂荷載前，分為三級(jí)加載，當(dāng)加載值加到??其計(jì)算值的９０％后，每級(jí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)荷載的５％，直到試件開(kāi)始出現(xiàn)第一條裂縫；試件梁??開(kāi)始出現(xiàn)裂縫后，進(jìn)行加載時(shí)取標(biāo)準(zhǔn)荷載的２０％，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載后，每級(jí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)荷載??的１０％
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2835913