工程用水泥基復合材料（ECC, Engineered Cementitious Composites）是一種具有高延性、高韌性和多縫開裂特征的纖維增強水泥基復合材料。在鋼筋混凝土結構中,采用ECC材料能有效提高結構的抗震性能。但由于制作ECC的日本進口PVA纖維較為昂貴,一般只選擇性地應用在結構的某些關鍵部位。為使ECC能夠在實際工程中大規(guī)模應用,可將國產(chǎn)PVA纖維和日產(chǎn)PVA纖維以一定的比例混合,配制高性價比的混雜PVA-ECC�；贓CC的材料設計理論,對摻有硅粉的混雜PVA-ECC進行了優(yōu)化設計并將其作為永久性模板制成ECC/RC組合柱。本文對ECC/RC組合柱的抗震性能進行了試驗和數(shù)值分析,并總結了基于性能的設計方法,為提升結構抗震性能提供了一個新的選擇方案。（1）對ECC的國產(chǎn)化進行了研究,基于微觀力學模型,兼顧抗壓強度和受拉能力,對摻有硅粉的混雜PVA-ECC中的纖維體積含量進行了優(yōu)化設計。通過四點彎曲試驗和軸心抗壓試驗,研究了混雜PVA-ECC在不同齡期下的彎曲性能和抗壓性能。試驗結果表明,混雜PVA-ECC試件均表現(xiàn)出明顯的應變硬化和多縫開裂的特征,且其抗壓強度后期增長... 

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 ECC國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ECC國外相關研究
        1.2.2 ECC國內(nèi)相關研究
    1.3 ECC的工程應用
        1.3.1 ECC應用于橋梁結構
        1.3.2 ECC應用于抗震結構
        1.3.3 ECC應用于結構修復
        1.3.4 ECC應用于交通工程
    1.4 研究意義、技術路線和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 技術路線
        1.4.3 主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 混雜PVA-ECC力學性能研究
    2.1 引言
    2.2 混雜PVA-ECC設計理論分析
        2.2.1 ECC材料準應變硬化模型
        2.2.2 ECC材料微觀力學模型參數(shù)
    2.3 混雜PVA-ECC纖維體積含量的優(yōu)化設計
    2.4 混雜PVA-ECC配合比設計
    2.5 混雜PVA-ECC彎曲性能研究
        2.5.1 試驗準備
        2.5.2 試驗現(xiàn)象
        2.5.3 試驗結果及分析
        2.5.4 混雜PVA-ECC的極限拉伸應變
    2.6 混雜PVA-ECC單軸受壓性能研究
        2.6.1 試驗準備
        2.6.2 試驗現(xiàn)象
        2.6.3 試驗結果及分析
        2.6.4 混雜PVA-ECC單軸受壓本構模型
    2.7 本章小結
    參考文獻
第三章 外包式ECC/RC組合柱抗震性能試驗
    3.1 引言
    3.2 試驗前期研究
        3.2.1 ECC永久性模板初步研究
        3.2.2 U型ECC/RC組合梁彎曲試驗研究
    3.3 試驗設計
        3.3.1 試件設計
        3.3.2 試件材料性能
        3.3.3 試件制作
        3.3.4 試驗加載裝置
        3.3.5 加載制度
        3.3.6 測量內(nèi)容與測量方法
    3.4 試驗現(xiàn)象
        3.4.1 裂縫發(fā)展與破壞模式
        3.4.2 滯回曲線
    3.5 試驗結果分析
        3.5.1 裂縫形態(tài)與破壞模式
        3.5.2 滯回曲線
        3.5.3 骨架曲線
        3.5.4 延性分析
        3.5.5 剛度退化
        3.5.6 耗能分析
        3.5.7 應變分析
    3.6 本章小結
    參考文獻
第四章 外包式ECC/RC組合柱受力性能數(shù)值分析
    4.1 引言
    4.2 OpenSEES概述
    4.3 OpenSEES中考慮剪切效應的單元介紹
    4.4 本構模型及參數(shù)取值方法
        4.4.1 混凝土本構模型
        4.4.2 ECC本構模型
        4.4.3 鋼筋本構模型
    4.5 建立組合柱模型
    4.6 數(shù)值模擬結果與分析
        4.6.1 混凝土柱骨架曲線對比
        4.6.2 組合柱骨架曲線對比
    4.7 外包式ECC組合柱受力性能影響因素分析
        4.7.1 軸壓比對組合柱受力性能的影響
        4.7.2 配箍率對組合柱受力性能的影響
        4.7.3 ECC外包層厚度對組合柱受力性能的影響
    4.8 本章小結
    參考文獻
第五章 ECC組合柱框架結構基于性能的抗震設計方法
    5.1 引言
    5.2 能力譜法的基本原理
        5.2.1 能力譜轉(zhuǎn)化
        5.2.2 反應譜轉(zhuǎn)化
        5.2.3 目標位移的確定
        5.2.4 基于性能的能力譜法設計步驟
    5.3 框架結構的非線性力學模型
        5.3.1 框架結構整體分析模型
        5.3.2 結構構件的單元模型
        5.3.3 纖維模型
        5.3.4 材料本構模型
    5.4 ECC組合柱框架結構算例分析
        5.4.1 框架結構模型設計
        5.4.2 有限元建模分析過程
        5.4.3 框架底部剪力-頂點位移曲線和目標位移確定
        5.4.4 框架結構性能評估
    5.5 本章小節(jié)
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 主要工作總結
    6.2 研究展望
作者攻讀碩士學位期間論文發(fā)表情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]等幅疲勞荷載作用下超高韌性水泥基復合材料彎曲疲勞壽命試驗研究[J]. 劉問,徐世烺,李慶華.  建筑結構學報. 2012(01)
[3]高韌性低收縮纖維增強水泥基復合材料特性及應用[J]. 張君,公成旭,居賢春.  水利學報. 2011(12)
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[8]鋼筋混凝土框架柱的變形能力及基于性能的抗震設計方法[J]. 呂西林,周定松,蔣歡軍.  地震工程與工程振動. 2005(06)
[9]基于位移延性的剪力墻抗震設計[J]. 錢稼茹,呂文,方鄂華.  建筑結構學報. 1999(03)
[10]纖維增強──水泥基材料的未來[J]. 吳中偉.  混凝土與水泥制品. 1999(01)

博士論文
[1]超高韌性水泥基復合材料彎曲性能及剪切性能試驗研究[D]. 侯利軍.大連理工大學 2012
[2]超高韌性水泥基復合材料基本力學性能和應變硬化過程理論分析[D]. 蔡向榮.大連理工大學 2010
[3]鋼筋混凝土框架剪力墻結構基于能量抗震設計方法研究[D]. 繆志偉.清華大學 2009
[4]超高韌性水泥基復合材料試驗研究[D]. 李賀東.大連理工大學 2009
[5]PVA纖維增強水泥基復合材料假應變硬化及斷裂特性研究[D]. 高淑玲.大連理工大學 2006

碩士論文
[1]基于OpenSees的型鋼再生混凝土短柱抗震性能研究[D]. 王成.西安建筑科技大學 2013
[2]綠色高韌性纖維增強水泥基復合材料的研究[D]. 羅百福.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3681060