钢筋增强ECC构件复合受扭性能试验研究

来源 :苏州科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bestext
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
工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,简称ECC)是一种具有较高韧性和延性、显著应变硬化特性的纤维增强水泥基复合材料,其在拉伸荷载作用下多产生稳态细密裂缝,极限拉应变可稳定在3%以上。由于ECC材料优良的力学性能,在改善混凝土构件力学性能方面具有明显效果,所以近年来国内外学者对ECC材料有诸多研究和应用。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟,对钢筋增强ECC构件的复合受扭性能进行深入研究。为研究复合受力状态下钢筋增强ECC构件的受扭性能,本文以轴压比、剪跨比、扭弯比、纵筋配筋率和配箍率为变化参数,设计10个试件,9个钢筋ECC柱试件和1个钢筋混凝土(RC)柱试件,并对其进行了复合受扭单调加载试验。对试件的破坏特征、强度、扭矩T-扭率θ曲线特征、扭转延性、应变规律及损伤演变特性等进行了研究。研究结果表明:钢筋增强ECC柱受力全过程均经历典型三阶段;与RC柱相比,钢筋ECC柱具有明显的多密裂缝开裂特征和良好的扭转延性,其开裂扭矩、极限扭矩和极限扭率均有显著提高。对比各钢筋ECC柱试验结果发现:随着轴压比降低,试件的极限扭矩有所下降,极限扭率增长明显,扭转延性随之增大;随着剪跨比增大,可有效延缓试件开裂,试件的屈服扭矩和极限扭矩均会下降,扭转延性增大;随着扭弯比增大,可延缓试件开裂发展,试件的屈服扭矩、极限扭矩和极限扭率均提高。对压弯剪扭复合作用下钢筋增强ECC柱的损伤演变分析表明:与RC柱相比,在相同扭率情况下钢筋增强ECC柱的损伤程度更小,采用PVA-ECC材料能有效抑制试件的损伤发展;轴压比大的试件对裂缝的抑制作用变大,前期刚度退化相对较慢,损伤发展速度也稍慢;在低轴压比范围内,增减轴压比对钢筋ECC柱的累计损伤影响不大;扭弯比增大,试件在弹塑性阶段裂缝发展较快,截面损伤累积加大,同时截面抗扭刚度减小,截面损伤程度随之上升;扭弯比在一定范围内越大,试件的损伤程度就越大;纵筋配筋率对试件损伤有明显抑制作用,纵筋配筋率越大损伤程度越低,纵筋配筋率对试件的极限扭矩影响不大;增大箍筋间距后,核心区PVA-ECC受到箍筋的约束减小,在开裂中期的损伤指数明显降低;剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距对复合受扭作用下试件的损伤有较大影响,纵筋配筋率越大、剪跨比和箍筋间距越小,试件复合受扭的损伤程度越小。在变角空间桁架模型基础上,采用叠加原理并结合PVA-ECC材料特性,推导了复合受扭作用下钢筋ECC柱开裂扭矩计算公式及其复合受扭强度计算公式,公式计算值与试验值吻合良好,能够较好反映钢筋ECC柱复合受扭试验结果,可为实际工程应用提供技术支撑。应用ABAQUS建立了钢筋ECC柱力学性能的数值分析模型,模拟结果与试验结果吻合良好。同时应用本文建立的数值分析模型,通过扩大试验参数水平,模拟分析了轴压比、扭弯比和剪跨比等参数对钢筋ECC柱复合受扭性能的影响规律。模拟分析发现,不同轴压比对钢筋ECC柱的受扭承载能力及强度退化影响较大,而扭弯比和剪跨比对其承载力影响程度相对较小。
其他文献
玻璃幕墙具有良好的透光性和装饰作用,近年来在土木工程领域被广泛应用。但是,由于玻璃是脆性的,在物体的冲击作用下容易发生断裂。这会导致建筑物大面积的坍塌并对结构物的使用者造成伤害。因此,玻璃的破坏近年来备受国内外学者的关注。对于玻璃的参数化研究具有十分重要的意义和价值。目前,学者主要使用实验测试方法、有限元方法(FEM)和离散元方法(DEM)对玻璃冲击破坏问题进行研究。然而,使用实验测试方法、有限元
学位
空间钢构架是由角钢和缀条焊接而成的空间钢桁架,代替传统的钢筋骨架形成空间钢构架混凝土梁,具有承载力高、刚度大以及延性好等特点。为了探索空间钢构架在超静定混凝土结构中的应用,本文通过有限元模拟分析研究空间钢构架混凝土连续梁的受弯性能。本文以弯矩调幅系数、空间钢构架的配箍特征值为参数设计了5根空间钢构架混凝土连续梁试件,并作为有限元分析的基本模拟试件,以研究空间钢构架混凝土连续梁的受弯性能。采用ABA
学位
研究背景与意义:江苏省工业用地面积增长趋势明显,工业企业的低效用地行为随之而来。近年来,政府意识到了当前工业用地存在无序扩张与低效利用并存的现状,不断推出低效工业用地更新政策,同时也以国土空间规划指导低效工业用地更新。关于低效工业用地更新的问题得到了大家的高度关注。国内外的专家学者们对低效工业用地更新问题进行了研究和探索,对国土空间规划编制与实施、低效工业用地更新识别评价方面和更新机制方面取得了一
学位
在结构健康监测系统(SHM)中,由于传感器等各种因素存在,难免会出现数据丢失和损坏,数据丢失易导致桥梁结构出现不必要的损失。为了重建SHM中的缺失数据,研究了基于SAM-LSTM模型的缺失数据预测方法,内容如下:(1)首先应用长短期记忆网络(LSTM)模型对健康状态下波长、加速度数据进行预测。进行三种不同超参数预测试验,不同迭代次数预测试验,不同隐含层节点预测试验,不同学习率预测试验,优化设计了L
学位
电力是一个国家经济发展所需的重要能源。我国的能源空间分布不均,用于火力发电的煤与气呈现西多东少的格局,用于水力发电的水能则需要江河与高山,形成地形落差使水能拥有足以发电的势能。而相对发达的东南部地区,也是用电的负荷中心地区,缺少这些发电能源,这就需要大量的输电线路来由西向东进行电力输送。其中架空输电线路的重要组成部分输电塔-线体系为大跨度高耸柔性结构,具有极强的塔线耦联效应并且易受风荷载与覆冰荷载
学位
随着移动互联技术的不断发展以及智能手机的普及,短视频“短平快”的特征满足了人们获取碎片化信息的需求。现代奥运会被认为是由媒介、体育和文化组成的复合体,短视频的兴起为主流媒体奥运报道的转型和发展提供了新的契机,在东京奥运会中,短视频报道成为了主流媒体奥运传播的重要战略。本研究采用数据分析法、案例分析法以及对比分析法,选取新华社和央视新闻分别作为平面类型和电视类型主流媒体的代表,从视频来源、内容形式和
学位
型钢混凝土结构相较于普通钢筋混凝土具有多项优势,主要包括抗震、耐火以及耐久等优点。叠合结构的出现简化了传统的施工工序,大大提高了施工效率。在结合以上两种结构优点的基础上,国内外专家提出了预制装配型钢混凝土(prefabricated steel reinforced concrete,简称为PSRC)结构。为了对PSRC梁的抗剪性能影响因素和受剪承载力计算方法进行研究分析,本文依据一系列试件参数设
学位
在美国提出“回归制造业”战略、德国实施“工业4.0”,我国也在国家层面颁布了《中国制造2025》,无工不强,未来国家间的竞争越来越凸显在制造业上的竞争。先进制造业的发展是需要一定规模的空间支撑的,随着我国城市规划与建设进入存量时代,以及以深圳为代表的沿海发达城市“退二进三”的热潮,许多城市面临着工业制造业用地效率低、工业用地大量流失的现实问题,工业用地保护刻不容缓。目前有不少城市开始掀起工业用地保
学位
随着我国电力能源供应需求不断的增长,冷却塔的体型也朝着更高更大的方向发展,同时装配式结构快速发展,钢结构易实现建筑工业化,正成为超大型冷却塔的选型和研究方向。冷却塔是火力发电厂中需要重点保护的生命线工程对象,若在地震中发生损坏,会导致生命线工程的功能上的中断和巨大社会财富损失,因此,针对超大型冷却塔抗震能力提升的需求,有必要将减隔震技术应用于超大型冷却塔,降低结构在地震作用下失效破坏的概率。然而国
学位
中心支撑钢框架抗侧刚度大,在设防地震作用下支撑斜杆容易受压失稳,为解决支撑斜杆易失稳的问题,可在支撑两端安装剪切板件或弯曲板件屈服耗能的金属阻尼器,构成新型耗能支撑。设置腹板开孔剪切板件屈服的耗能支撑变形能力有限,设置连接板件弯曲屈服的耗能支撑承载力偏小,基于此提出了弯剪连接板件屈服耗能支撑。该耗能支撑由弯曲、剪切耗能板件与传力H型钢通过焊接连接组成,兼备优异的承载能力与变形能力。研究内容如下:(
学位