【摘 要】
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大量的试验研究表明ECC具有良好的抗压、抗拉、抗剪性能,其延性、韧性和控制裂缝的能力也要远好于钢筋混凝土。ECC是一个相对成熟的课题和研究对象,国内外学者对此已经进行了非常多的研究,但多数还停留在单一受力情况的分析,事实上在工程中单一的受力是几乎不存在的。故对于钢筋ECCZ的复合受扭性能研究是有意义且必要的。本文通过对5个钢筋ECC柱和1个RC柱在压弯剪扭共同作用下的单调静力试验,以轴压比、剪跨比
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大量的试验研究表明ECC具有良好的抗压、抗拉、抗剪性能,其延性、韧性和控制裂缝的能力也要远好于钢筋混凝土。ECC是一个相对成熟的课题和研究对象,国内外学者对此已经进行了非常多的研究,但多数还停留在单一受力情况的分析,事实上在工程中单一的受力是几乎不存在的。故对于钢筋ECCZ的复合受扭性能研究是有意义且必要的。本文通过对5个钢筋ECC柱和1个RC柱在压弯剪扭共同作用下的单调静力试验,以轴压比、剪跨比、扭弯比和配箍率为参数来研究钢筋ECCZ的复合受扭性能。同时,利用ABAQUS建立其有限元模型去进一步去验证试验得到的结果和规律,结果表明模拟所得的扭矩扭率曲线图和应力云图能较好的与试验所得结果规律保持一致,吻合度较高。以下是本文主要的研究内容与得到的结果:(1)通过对5根ECCZ和1根RCZ的试验结果发现:与RCZ破坏时裂缝较少但宽度很大不同,所有ECCZ在破坏时都呈细密多裂缝并且整体性较好。数据显示所有ECCZ中最小的峰值扭矩也比RCZ的高50.48%。说明ECC材料较普通混凝土具有更好的整体性和裂缝控制能力。(2)虽然ABAQUS的数值模拟较试验现象不太直观,但所产生主要特征值的误差都小于15%,且在可控范围内能较为准确的反映试件的复合受扭性能,说明本文模拟ECC复合受扭柱的结果是可靠的。(3)在对有限元模拟值与试验值进行对比时,得出规律:模拟曲线的峰值扭矩均大于试验值。这是由多种原因造成的:模拟所选取的ECC受压本构模型与实际受压本构模型存在偏差,且断裂能的取值为一个估值,并非真实情况;试验中ECC损伤是不断累积的,而模拟中损伤因子的取值是固定的;试验装置在建模过程中被简化等原因造成结果的偏差。但同时,开裂扭矩的实测值却与模拟值毫无规律,这是因为人眼睛观察的第一条裂缝往往不一定真的准确,但是ABAQUS中对开裂扭矩的评判标准是固定的。(4)以轴压比、扭弯比、剪跨比和配箍率为参数,并扩大参数的取值范围。ECCZ的复合受扭性能通过扭矩扭率图分析得出下列规律:轴压比提高,峰值扭矩提高但延性降低;剪跨比提高,峰值扭矩降低,但延性提高。扭弯比提高时,峰值扭矩和延性都得到了不明显的提高。说明选取合适的扭弯比很重要。提高配箍率能有效提高试件的峰值扭矩和延性,其中箍筋间距较箍筋直径影响更大。
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