超高性能混凝土(UHPC)矩形梁抗弯性能试验与理论研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:philipsyin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超高性能混凝土(UHPC)具有优异的力学性能和超高的耐久性能,在桥梁工程中具有广阔的应用前景。由于其自身力学性能的特点,使得UHPC构件抗弯承载力计算理论以及裂缝宽度计算理论与普通混凝土构件截然不同。然而国内外对UHPC受弯构件正截面承载力及裂缝宽度计算研究不足,对裂缝宽度扩展规律的影响因素缺乏分析,限制了其在工程中的应用。因此,本文共制作了10根UHPC梁进行抗弯性能试验,分析钢纤维体积含量和截面配筋率对UHPC梁抗弯性能的影响,主要工作及得到的结论如下:(1)首先研究钢纤维含量对UHPC性能的影响,进行了三种钢纤维含量(1.5%、2.0%、3.0%)材性试验,分析了钢纤维含量对抗压强度、弹性模量、弯拉性能的影响。试验结果表明:提高UHPC钢纤维含量,UHPC抗压强度、抗拉强度均增大,且有利于增强其弯拉性能。在此基础上,进行了10根UHPC梁抗弯性能试验,以此研究钢纤维含量和截面配筋率对配筋UHPC梁抗弯性能的影响。(2)系统地研究了钢纤维含量与截面配筋率两个参数对UHPC梁抗弯性能的影响。得到了试验梁的荷载-位移曲线、荷载-钢筋应变曲线、裂缝宽度分布规律等试验结果,根据试验结果,分析了钢纤维含量、配筋率对试验梁开裂荷载、极限承载力、平均裂缝间距、延性性能的影响。试验结果表明:提高钢纤维体积含量,开裂荷载增幅明显,能够提高UHPC梁的抗裂性能,且有利于增强其的延性性能。增大截面配筋率对UHPC梁开裂荷载增幅作用较小,随着截面配筋率的增大,UHPC梁正截面极限承载力显著提高,但梁的延性系数有所下降。UHPC梁裂缝是细而密的,在最大裂缝宽度达到0.25mm之前,荷载-最大裂缝宽度大致呈线性,当裂缝宽度达到0.25mm后,主裂缝宽度变化加快,裂缝数量不再增加。增大截面配筋率和钢纤维含量有利于抑制裂缝的发展,使得平均裂缝间距减小。基于试验结果,提出了UHPC梁名义开裂弯矩以及极限承载力计算理论,根据本文提出的计算方法得到的计算值与试验值吻合良好。最后验证了本文提出的UHPC梁正截面承载力计算模型的可行性,按照本文提出的UHPC梁正截面承载力计算方法计算得到计算值与收集文献的试验值之比的平均值为0.98,标准差为0.09,适用性良好,可为UHPC梁抗弯设计理论提供设计参考。(3)对现有普通混凝土规范和纤维混凝土、UHPC规范计算UHPC梁裂缝宽度方法进行了适用性评估,结果表明,按照原有规范得到的计算结果与试验值误差较大。基于试验及分析结论,在(GB 50010-2010)规范的基础上,考虑了UHPC抗拉性能对UHPC梁抗弯贡献的影响,提出了开裂截面受拉纵筋应力的计算方法,计算值与试验值吻合较好。考虑钢纤维含量和配筋率对裂缝宽度的影响,在原有规范公式基础上对平均裂缝间距和钢筋不均匀系数计算公式进行了修正,最后得到了UHPC梁裂缝宽度计算理论。按照本文修正公式得到的计算值整体吻合良好,且与法国超高性能纤维增强混凝土规范和欧洲模型规范(MC 2010)预测UHPC梁裂缝的发展相比,离散性更小,具有较高的准确性。对本文提出的UHPC梁裂缝宽度计算理论进行了适用性验证,共收集了100组UHPC梁裂缝宽度试验数据,本文修正公式得到的计算值与试验值之比的平均值为1.03,标准差为0.21,能够较好的预测UHPC构件的裂缝宽度的发展,可为实际工程提供试验参考依据。
其他文献
书院图像是书院文献组成的重要部分,从书院图像的角度出发,有助于进一步了解书院的发展。地方志编纂的发展,为江苏书院图像的数量与多样性奠定了基础,不论是从书院类型还是从图像类型而言,江苏地区都是研究书院图像较好的切入点。本文利用文献分析法,考证了含有图像的江苏书院的兴毁状况,并将搜集到的书院图像一一列于书院基本情况之后,以文字加图像的方式集成图志,使江苏书院的文字和图像材料得以共同呈现。在从宏观角度考
学位
新冠肺炎疫情是近百年来全球发生的最严重的公共卫生事件。纪录片作为一门重构历史的影像叙事艺术,其叙述方式彰显着人们对于这场灾难的理解,也影响着后人对此次突发公共卫生事件的认知。本文以2020年1月至9月国内播出的疫情纪录片为研究对象,结合疫情事件语境,与疫情发生前后的纪录片产业发展语境,主要采用案例研究法与比较研究法,总结归纳了疫情纪录片叙事话语的特征与缺陷。从叙事时间的宏观层面来看,疫情纪录片叙事
学位
焦虑是一种复杂的情绪体验,与文学创作密切相关。历史证明,大凡中外优秀的艺术实践,常伴随着强烈的焦虑情绪,艺术家们把内心的焦虑投影到艺术载体上,形成独具特色的个人创作。格非是一个充满智性的先锋作家,在其三十余年的小说实践中,他始终不懈探求的是个人存在的困境和精神世界的难题。“焦虑”是格非小说创作的生命底色,并随着创作主体的精神探索和成长与时代共同生长嬗变。由于格非倾向于展现脆弱的自我对焦虑的承受,其
学位
“幸福悖论”提出以来,各国日益重视国民的幸福感,根据中国综合社会调查对中国居民主观幸福感的调查数据显示,经济增长没有持续提升居民幸福感。现有文献表明,公共教育支出能显著提升居民幸福感,可以把教育支出作为提升幸福感的重要手段,本文在已有文献的基础上,把教育支出的范围扩大到全社会整体的教育经费支出,研究教育支出以及结构如何影响居民幸福感,并探讨是否存在使居民幸福感最大化的教育支出总规模以及各级教育支出
学位
随着城市竞争力争夺的愈发激烈,逐渐兴起的城市形象代言人以其凌驾于城市之外的独有魅力和与城市密切相关的内涵存在,成为新的城市形象传播方式。关注城市形象代言人,不仅能够让城市形象传播获得新的宣传方向和研究角度,还能在现实中为城市综合发展提供可借鉴和参考的分析工具。论文将城市形象代言人作为研究对象,主要采用了德尔菲法、层次分析法以及模糊综合评价法等研究方法,邀请专家筛选相关指标或赋予权重。城市形象代言人
学位
惯性导航系统(INS)作为一种在高端武器中广泛使用的导航设备,其平台内部的温度场分布会严重影响系统的导航精度,因此其温控策略是惯导平台设计的关键技术。目前,主要的研发途径是根据先验知识和经验,通过数值模拟和物理实验来探索结构优化设计。但是,由于仿真的高耗时和昂贵的实验成本,工程上难以实现真正的基于仿真的温控设计。因此,为了加速产品设计优化流程,迫切需要仿真计算在保证精度的同时提高其效率。针对该问题
学位
由于预制TRC板具有良好的力学性能,该板材通常被应用于加固领域。预制TRC板与被加固混凝土构件间的界面性能是影响TRC板性能发挥的重要因素。为了提高加固界面的性能,本文提出了一种射钉枪锚固的新技术。该技术具有施工速度快、锚固效率高的优势。论文采用单面剪切试验,研究了预制TRC板与混凝土构件间界面抗剪性能。同时结合相关规范及试验数据对比分析,进行理论公式的推导,并完成了相关工况的数值模拟。本文的主要
学位
两相界面流动涉及相界面的形成、发展、破裂等复杂的界面演化过程,对化学工程、核技术和多相输送等许多领域的研究具有重要的意义。数值模拟是研究两相界面流的重要工具,它对认识和了解两相界面流动特性发挥着重要的作用。本文针对两相流界面追踪,发展了一种光滑粒子流体动力学(SPH)方法和有限体积法(FVM)耦合的数值模拟方法。所研究的SPH-FVM耦合算法中,体积占比小的流相由SPH粒子表示,而另一相定义在固定
学位
工程实际应用中通常存在各种不同来源的不确定性,在多种不确定性的耦合作用下,结构会产生不可忽略的偏差,最终可能引发巨大的损失。因此,准确地度量不确定性并对产品进行不确定性分析,对保障产品的安全性能具有重大意义。目前基于主动学习Kriging模型的方法在可靠性分析领域内得到了广泛的应用,本文基于主动学习Kriging模型理论提出了一种概率区间混合可靠性分析方法和一种高维可靠性分析方法,有效解决了现存混
学位
近些年,随着硬件能力的提升和人工智能技术的快速发展,自动驾驶车辆受到越来越多的关注和追捧,它被认为是未来车辆技术的终极形态和产业发展的必然趋势,吸引各国政府、科技公司、科研机构以及传统车企不遗余力地投入其中。在此背景下,自动驾驶车辆的一些关键技术仍然需要科技人员作更深入地探讨和研究。比如在与其他道路使用者交互的过程中,若能使自动驾驶车辆像人类驾驶员一样快速、准确地理解并预测其他道路使用者的驾驶意图
学位