傳統(tǒng)混凝土材料一般存在抗拉性能低、韌性差、開裂后裂縫寬度很難控制等缺點,若將它應用在橋梁、海港碼頭、大壩等處于惡劣環(huán)境中的結構或構件,那么,這些結構或者構件將會存在嚴重的耐久性問題。高性能纖維增強水泥基復合材料(Engineered Cementitious Composites,簡稱ECC)的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀,這是一種具有假應變硬化和多縫開裂特點的新型建筑材料,表現(xiàn)出非常顯著的非線性變形和優(yōu)良的韌性。它在纖維體積摻量不大于2%的情況下極限拉應變可達到2.0%以上,并且在整個拉伸過程中會出現(xiàn)很多寬度小于l00um的細裂縫,該情況下形成的多縫開裂引起了該材料的拉伸應變硬化行為�，F(xiàn)如今,伴隨著高強度鋼筋進入人們的視野,人們開始大力推廣高強度鋼筋,在實際工程中,使用這種材料有望能夠解決現(xiàn)代混凝土構件和結構所存在的結構持久性和變形能力這方面的問題。本文通過采取理論和試驗相結合的方法,研究了高強鋼筋增強ECC-RC組合梁的受彎性能:本文以國產PVA纖維增韌的水泥基復合材料為研究對象,以常用受彎構件為研究載體,并且結合國內外現(xiàn)有的研究成果,主要完成了以下三部分內容:(1)在課題組原有理論成果基礎上,以ECC層厚度、界面處理方式及縱向受力鋼筋配筋率等參數為變量,澆筑22根ECC-RC組合梁進行三等分點受彎試驗,研究該類型梁在靜載作用下的正截面受力過程和變形特征,分析得出荷載-位移曲線,并對試件的受力過程和影響因素進行了詳細的分析研究。描繪出縱向受拉鋼筋的應力應變曲線,記錄18根ECC-RC組合梁的開裂彎矩和極限彎矩,記錄試驗梁在正常使用狀態(tài)下的最大裂縫寬度、平均裂縫間距、平均裂縫寬度,與普通混凝土梁進行對比分析,得出結論:在同級荷載作用下,高強鋼筋增強ECC-RC組合梁的最大裂縫寬度小于普通混凝土梁、平均裂縫間距、平均裂縫寬度均小于普通混凝土梁。(2)在平截面假定、鋼筋與ECC變形協(xié)調和混凝土層與ECC層完全粘結等基本假定條件下,以彈塑性理論為依據,詳細地分析了 ECC-RC組合梁在整個受力過程中不同階段正截面的承載能力,并給出了受彎各階段內力。分析構件受彎破壞形態(tài),根據已有的理論研究PVA纖維的作用得出承載力計算公式,平衡配筋率,最小配筋率的計算方法。(3)考慮到纖維對裂縫數量和寬度的貢獻,闡述構件裂縫發(fā)展規(guī)律,得出裂縫分布特點,對比ECC-RC組合梁與普通混凝土梁的裂縫形態(tài),解釋纖維的阻裂原理。描繪出ECC-RC組合梁的裂縫分布圖,給出我國規(guī)范的裂縫寬度計算公式和其修正建議。用修正公式計算得出的數值與試驗值進行比較分析,得出修正公式的可行性。
【學位單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

和２５ｍｍ；?ＥＣＣ和混凝土的層間界面處理方式為三種處理形式，分別為未處理、半球形凹??槽、密閉鋼絲網�；炷恋膹姸鹊燃壘鶠椋茫担�。使用ＥＣＣ替換受拉區(qū)鋼筋兩側各一倍保護??層厚度范圍內的混凝土［４６１。各試件的參數見表２．１，試件的配筋見圖２．１。??

．?ＰＶＡ?１６?０．６８５?無?９０?５０??５?ＰＶＡ?１６?０．６８５?半球形凹點?９０?５０??７?ＰＶＡ?２５?１．２２８?無?１０１?３０??８?ＰＶＡ?２５?１．１１６?無?１４１?５０??９?ＰＶＡ?２５?１．１１６?無?１０８?５０??０?ＰＶＡ?２５?１．８４１?無?１０１?３０??１?ＰＶＡ?２５?１．６７４?無?１４１?５０???ＰＶＡ?２５?１．６７４?無?１０８?５０??加載裝置及加載制度??驗梁構件均為簡支構件，即支座處一端為固定鉸支座，而另一端則為可動鉸支座。??止出現(xiàn)支座處混凝土發(fā)生局部受壓破壞的現(xiàn)象，在支座和構件混凝土這兩者之間分??鋼板。并且在支座的兩端分別留有１００ｍｍ的余地，目的是為了不讓支座發(fā)生滑動，??度均為３２００ｍｍ。在試驗過程中加載采用三等分點加載，通過分配梁來完成。同時??旋千斤頂作為加載設備，并且通過壓力傳感器完成對千斤頂所施加的荷載大小的測??加載裝置設計圖如圖２．２所示，加載現(xiàn)場圖如圖２．?３所示。??

?ｉ?Ｕ?Ｗ１?＾??■?Ｊ??圖２．３梁加載圖??本試驗的加載制度遵循以下原則先進行預加載，以檢驗試件各部分是否接觸良好，??百分表、千分表、應變儀是否都能正常使用并且能夠測出正確的試驗數據。預加載可分為??三級進行，其中預加載值不能夠超過開裂荷載的７０％。在預加載階段，通常試件處于彈性??階段，荷載的大小和各級荷載作用下變形值原則上應該成線性關系，并且能在卸載后儀器??讀數都變成零，通過這個來檢查儀器是否能夠進行正常工作。預加載以確保儀器能夠進行??正常工作后，進入正式加載階段。當試件達到開裂荷載前，分為三級加載，當加載值加到??其計算值的９０％后，每級荷載取標準荷載的５％，直到試件開始出現(xiàn)第一條裂縫；試件梁??開始出現(xiàn)裂縫后，進行加載時取標準荷載的２０％，達到標準荷載后，每級荷載取標準荷載??的１０％
【參考文獻】

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本文編號：2835913