PVA纤维增强水泥基复合材料性能及梁柱节点数值模拟

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混凝土材料是目前世界上应用最广泛、用量最大的建筑材料,虽然混凝土材料具有许多优异性能,但是也存在着脆性大、易开裂和抗拉强度低等缺点,使用于实际工程中往往会导致结构的破坏,影响建筑物的正常使用。在混凝土中掺加纤维有利于克服上述缺点,提高混凝土的抗弯强度、抗拉性能、抗剪强度,增强混凝土的抗冲击性、韧性、延展性,改善混凝土的抗渗性、耐磨损性以及抗裂性,提高混凝土的耐久性,从而达到提高建筑物的质量和使用寿命的目的。   高延性纤维增强水泥基复合材料(EngineeringCementitiousComposites,简称ECC),属于新型高性能纤维混凝土材料,其在直接拉伸作用及弯曲作用下均表现出多缝开裂和准应变硬化的典型特征,其极限拉伸应变能稳定地达到3%以上,裂缝宽度保持在100μm左右。它以高延性和优异的耐久性渐渐被人们重视,在实际工程中具有广泛的应用前景。美国、欧洲及日本等发达国家已将ECC应用到实际工程中,而且取得了很好的应用效果,但是在国内,关于ECC的研究才开始不久。本论文根据国内外ECC的科研结果,用聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol,简称PVA)纤维作为ECC的增韧材料,对PVA-ECC进行了工作性能、抗弯性能、抗压性能试验,在此基础上对PVA-ECC梁柱节点进行了数值模拟,主要工作有以下几个方面:   1.对PVA-ECC拌合物进行了工作性能研究,并对PVA-ECC棱柱体试件进行了抗折试验,利用抗压试验研究PVA-ECC棱柱体试件和立方体试件的抗压性能,观察其破坏形态。   2.利用四点弯曲试验研究PVA-ECC梁、板试件的弯曲性能,观察PVA-ECC试件受弯时的准应变-硬化及裂缝开裂形态的特征,通过试验结果,评价PVA-ECC梁、板试件的抗弯性能,计算构件的弯曲韧性指标。   3.利用ABAQUS软件进行模拟,分析了PVA-ECC高延性对梁柱节点受弯试件在水平往复荷载作用下滞回性能的影响;并与普通混凝土梁柱节点受弯试件进行了比较,分析了两者之间变形能力、刚度退化及耗能的不同。
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