超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）作為高性能工程結(jié)構(gòu)材料,以其優(yōu)異的力學性能和耐久性能,正在國內(nèi)外高性能土木工程基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)中得到逐步推廣應用。隨著近年來國內(nèi)UHPC工程應用的不斷擴展,UHPC在軸壓、偏壓等構(gòu)件應用逐漸增多。目前配筋超高性能混凝土（RUHPC）及其高性能復合構(gòu)件性能研究成為新型結(jié)構(gòu)及新材料結(jié)構(gòu)的重要研究方向。本文基于現(xiàn)行規(guī)范,綜合考慮UHPC材料特性,對RUHPC構(gòu)件軸壓、偏壓、受彎性能以及RUHPC-NC復合構(gòu)件軸壓受力性能進行理論分析,建立其承載力計算公式,并進行了試驗驗證。在此基礎(chǔ)上,基于ABAQUS有限元軟件,分析了不同參數(shù)對RUHPC-NC復合柱軸壓承載性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:1.通過大量分析總結(jié)RUHPC軸心受壓構(gòu)件試驗數(shù)據(jù),研究提出RUHPC構(gòu)件軸壓承載力計算式基于可靠度的調(diào)整系數(shù)應取1.0,可靠度指標滿足β大于等于4.2。研究提出適用于UHPC受彎和彎壓構(gòu)件承載能力計算分析的正截面簡化應力圖形系數(shù),對偏壓、受彎構(gòu)件受力進行了理論分析,建立了承載力計算表達式,并獲得了文獻試驗驗證,確... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

配有螺旋箍筋的UHPC柱

第2章RUHPC構(gòu)件承載力簡化計算方法研究-31-根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，UHPC峰值壓應變Uc0ε取0.0013~0.0018，極限壓應變UcUε取0.0035~0.0042[100]。UHPC受拉應力-應變關(guān)系簡化為：UUtUtUt0UtUtUt0UtUtuE0fεεεσεεε<≤=<≤(2-27)根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，UHPC峰值拉應變Ut0ε取0.001[100]。（3）截面內(nèi)力平衡根據(jù)平截面假定，可以求出截面處各點應變值，再根據(jù)UHPC與鋼筋的應力-應變曲線可求得相應的內(nèi)力，內(nèi)力滿足力的大小及力矩平衡。（4）考慮UHPC受拉區(qū)對承載力的貢獻因UHPC內(nèi)鋼纖維的存在，使得UHPC具有較高的抗拉強度，且開裂后仍可承受拉應力作用，這一作用對于構(gòu)件受彎承載力的貢獻不可忽略。2.矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T形截面對于此類截面，中和軸位于矩形截面或腹板上，如圖2-7所示圖2-7矩形截面RUHPC構(gòu)件正截面受彎內(nèi)力圖()()()tUu1Uc0ys0sp0pyp0pUtt22xxMαfbxhfAhaσfAhaσbxa=+′′′′′′′(2-28)式中：MUu為RUHPC構(gòu)件的正截面受彎承載力設(shè)計值；b為矩形截面的寬度，或倒T形截面的腹板寬度；x為UHPC受壓區(qū)高度，按式（2-29）計算。()1UcysysUttp0pyppypαfbx=fAf′A′+σbx+σ′f′A′+fA(2-29)UHPC受壓區(qū)高度x還應符合下列條件：b0x≤ξh(2-30)sx≥2a′(2-31)3.翼緣位于受壓區(qū)的T形或工字形截面對于此類截面，受壓區(qū)高度x小于翼緣高度時，如圖2-8（a）所示

哈爾濱工業(yè)大學碩士論文-32-（a）當fx≤h′時（b）當fx>h′時圖2-8工字形截面RUHPC受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算簡圖當符合下列條件時：()()fyspypUtUtff1Ucffysp0pyp1hfAfAσbhσbbhαfbhfAσfAβ′+++≤′′+′′′′′(2-32)其中，fh′為截面受壓區(qū)翼緣高度；fb′為截面受壓區(qū)翼緣計算寬度，按現(xiàn)行規(guī)范[72]相關(guān)規(guī)定取值。受壓區(qū)應取寬度為fb′的矩形截面，需滿足：()1UcfUtftysysp0pyppypαfb′xσb′x=fAf′A′+σ′f′A′+fA(2-33)當不滿足式（2-33）要求時，應考慮截面腹板的受壓作用，如圖2-8（b）所示，受彎承載力應按以下公式計算：()()()()()fUu1Uc01Ucff0ys0stfp0pyp0pUttUtff2222xhMfbxhfbbhhfAhaxhfAhabxabbbhaαασσσ′=+′′+′′′′′′′(2-34)UHPC受壓區(qū)高度x應按以下公式計算：()()()1Ucffysysp0pyppypUttUtffαfbx+b′bh′=fAf′A′+σ′f′A′+fA+σbx+σbbh(2-35)超高性能混凝土受壓區(qū)高度還應符合式（2-30）（2-31）的要求。2.3.2受壓區(qū)UHPC簡化應力圖形系數(shù)設(shè)正截面受壓區(qū)高度為n0x=ξh，根據(jù)截面中和軸位置的不同，分兩種情況考慮：1.截面中和軸在截面高度內(nèi)根據(jù)公式（2-27）所示的UHPC壓應力-應變關(guān)系，可以得到承載力極限狀態(tài)下UHPC構(gòu)件正截面受壓區(qū)的計算簡圖，如下圖所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]箍筋約束超高性能混凝土柱受壓性能研究進展[J]. 鄧宗才,姚軍鎖.  建筑科學與工程學報. 2020(01)
[2]配筋超高性能混凝土梁受彎性能及承載力研究[J]. 梁興文,汪萍,徐明雪,王照耀,于婧,李林.  工程力學. 2019(05)
[3]高應變強化超高性能混凝土T形梁抗彎承載力[J]. 劉超,黃鈺豪,馬汝杰,王俊顏,劉國平.  同濟大學學報(自然科學版). 2018(06)
[4]超高性能混凝土柱偏心受壓性能試驗研究[J]. 馬愷澤,馬煜東,劉伯權(quán).  工程科學與技術(shù). 2018(03)
[5]配筋超高性能混凝土用作免拆模板對短柱力學性能影響的實驗研究[J]. 楊醫(yī)博,楊凱越,吳志浩,林少群,丘廣宏,燕哲,彭章鋒,林燕姿,郭文瑛,王恒昌.  材料導報. 2017(23)
[6]活性粉末混凝土偏壓構(gòu)件受力性能試驗研究[J]. 施成華,馬輝,龍廣成,雷明鋒,龍敏.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2017(05)
[7]跨海大橋U-RC組合橋墩設(shè)計[J]. 林上順,黃卿維,陳寶春,陳揚弘.  交通運輸工程學報. 2017(04)
[8]RPC預制管混凝土組合柱組合效應試驗研究[J]. 單波,劉志,肖巖,胡源.  湖南大學學報(自然科學版). 2017(03)
[9]配有鋼纖維RPC免拆柱模的鋼筋混凝土短柱軸壓力學性能[J]. 王鈞,王志彬,李論.  建筑科學與工程學報. 2016(02)
[10]活性粉末混凝土柱軸心受壓試驗研究[J]. 唐昌輝,劉冬明.  中國科技論文. 2016(01)

博士論文
[1]HRB500鋼筋預應力超高性能混凝土梁受力性能研究[D]. 徐海賓.北京工業(yè)大學 2015
[2]活性粉末混凝土梁受力性能及設(shè)計方法研究[D]. 李莉.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]500MPa級鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受力性能研究[D]. 毛達嶺.鄭州大學 2008

碩士論文
[1]離心預制混凝土柱（CPCC）界面行為及軸壓試驗研究[D]. MAKARA SOY.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]離心預制復合柱（CPCC）偏心受壓性能試驗研究[D]. ALAMGIR KHAN.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[3]超高性能混凝土結(jié)構(gòu)抗彎性能試驗研究[D]. 王成志.西南交通大學 2017
[4]UHPC梁受彎性能研究[D]. 傅元方.福州大學 2016
[5]RPC預制管混凝土組合柱抗震性能試驗研究[D]. 劉志.湖南大學 2016
[6]RPC混凝土軸心受壓柱試驗研究及可靠度分析[D]. 劉冬明.湖南大學 2015
[7]活性粉末混凝土預制管混凝土組合柱軸心抗壓性能研究[D]. 胡源.湖南大學 2015
[8]超高性能混凝土組合梁彎剪性能試驗研究[D]. 林陽.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[9]活性粉末混凝土加固RC柱軸壓性能試驗研究[D]. 陶劍劍.湖南大學 2013
[10]海洋環(huán)境因素對沿海公路橋梁的影響及防治對策的研究[D]. 徐淑頌.長安大學 2013



本文編號：3430121