【摘 要】
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超韧性水泥基复合材料(ECC)是一种新型高性能材料,相比普通混凝土其抗压强度、抗拉强度、延性及裂缝控制能力都有了较大程度的提高,为了进一步将该材料用于结构加固中,提高加固后结构的整体性能同时改善RC柱小偏心受压脆性破坏的问题,本文对超韧性水泥基复合材料(ECC)加固小偏心受压RC柱进行试验研究与理论分析,探究加固柱的偏心受压机理、裂缝分布形态、延性性能以及破坏形态,对实际工程使用具有重要的理论意义
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(51879243)“高强不锈钢绞线网/ECC加固混凝土受压构件破坏机理及计算理论研究”;
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超韧性水泥基复合材料(ECC)是一种新型高性能材料,相比普通混凝土其抗压强度、抗拉强度、延性及裂缝控制能力都有了较大程度的提高,为了进一步将该材料用于结构加固中,提高加固后结构的整体性能同时改善RC柱小偏心受压脆性破坏的问题,本文对超韧性水泥基复合材料(ECC)加固小偏心受压RC柱进行试验研究与理论分析,探究加固柱的偏心受压机理、裂缝分布形态、延性性能以及破坏形态,对实际工程使用具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究内容及结论如下:(1)考虑加固层厚度和偏心距的影响,进行了四根ECC加固小偏心受压RC柱和未加固对比柱的试验,结果表明,ECC加固小偏心受压RC柱破坏时,相对受拉面ECC表现出多缝开裂的特征、相对受压面ECC与混凝土压碎,表现出一定的延性;和未加固柱相比,其开裂荷载、峰值荷载以及延性分别提高108%~233%、45%~159%、44.9%~49%。(2)根据试验结果,绘制了 ECC加固小偏心受压RC柱的典型荷载-跨中挠度曲线,研究了偏心距和加固层厚度对开裂荷载及峰值荷载、ECC及钢筋应变、延性、裂缝控制能力的影响规律。对ECC加固RC小偏心受压柱进行受压机理分析,发现ECC加固层可对RC柱产生明显的套箍作用,有效改善小偏心受压RC柱的脆性破坏,提升RC柱的延性,提高其变形能力。(3)基于增大截面法、约束作用机理以及混凝土结构基本原理,对ECC加固小偏心受压RC柱承载力进行理论分析,提出了 ECC加固小偏心受压RC柱承载力计算基本假定,推导了承载力计算公式,公式计算结果与试验实测值吻合良好。基于规范中短期刚度计算公式,建议了 ECC加固小偏心受压RC柱正截面短期刚度计算公式,基于试验现象确定ECC加固小偏心受压RC柱的正常使用极限状态对应的荷载取值,由此计算出跨中挠度,与试验值进行对比吻合良好。
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