工程用水泥基復(fù)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(qiáng)水泥基復(fù)合材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,采用ECC材料能有效提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。但由于制作ECC的日本進(jìn)口PVA纖維較為昂貴,一般只選擇性地應(yīng)用在結(jié)構(gòu)的某些關(guān)鍵部位。為使ECC能夠在實(shí)際工程中大規(guī)模應(yīng)用,可將國(guó)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(jià)比的混雜PVA-ECC。基于ECC的材料設(shè)計(jì)理論,對(duì)摻有硅粉的混雜PVA-ECC進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)并將其作為永久性模板制成ECC/RC組合柱。本文對(duì)ECC/RC組合柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值分析,并總結(jié)了基于性能的設(shè)計(jì)方法,為提升結(jié)構(gòu)抗震性能提供了一個(gè)新的選擇方案。（1）對(duì)ECC的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行了研究,基于微觀力學(xué)模型,兼顧抗壓強(qiáng)度和受拉能力,對(duì)摻有硅粉的混雜PVA-ECC中的纖維體積含量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)和軸心抗壓試驗(yàn),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(yàn)結(jié)果表明,混雜PVA-ECC試件均表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變硬化和多縫開裂的特征,且其抗壓強(qiáng)度后期增長(zhǎng)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ECC國(guó)外相關(guān)研究
        1.2.2 ECC國(guó)內(nèi)相關(guān)研究
    1.3 ECC的工程應(yīng)用
        1.3.1 ECC應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)
        1.3.2 ECC應(yīng)用于抗震結(jié)構(gòu)
        1.3.3 ECC應(yīng)用于結(jié)構(gòu)修復(fù)
        1.3.4 ECC應(yīng)用于交通工程
    1.4 研究意義、技術(shù)路線和主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 技術(shù)路線
        1.4.3 主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 混雜PVA-ECC力學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 混雜PVA-ECC設(shè)計(jì)理論分析
        2.2.1 ECC材料準(zhǔn)應(yīng)變硬化模型
        2.2.2 ECC材料微觀力學(xué)模型參數(shù)
    2.3 混雜PVA-ECC纖維體積含量的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.4 混雜PVA-ECC配合比設(shè)計(jì)
    2.5 混雜PVA-ECC彎曲性能研究
        2.5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
        2.5.2 試驗(yàn)現(xiàn)象
        2.5.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        2.5.4 混雜PVA-ECC的極限拉伸應(yīng)變
    2.6 混雜PVA-ECC單軸受壓性能研究
        2.6.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
        2.6.2 試驗(yàn)現(xiàn)象
        2.6.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        2.6.4 混雜PVA-ECC單軸受壓本構(gòu)模型
    2.7 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 外包式ECC/RC組合柱抗震性能試驗(yàn)
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)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(yàn)研究
    3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.1 試件設(shè)計(jì)
        3.3.2 試件材料性能
        3.3.3 試件制作
        3.3.4 試驗(yàn)加載裝置
        3.3.5 加載制度
        3.3.6 測(cè)量?jī)?nèi)容與測(cè)量方法
    3.4 試驗(yàn)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(yàn)結(jié)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(yīng)變分析
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
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(yīng)的單元介紹
    4.4 本構(gòu)模型及參數(shù)取值方法
        4.4.1 混凝土本構(gòu)模型
        4.4.2 ECC本構(gòu)模型
        4.4.3 鋼筋本構(gòu)模型
    4.5 建立組合柱模型
    4.6 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.6.1 混凝土柱骨架曲線對(duì)比
        4.6.2 組合柱骨架曲線對(duì)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(duì)組合柱受力性能的影響
        4.7.2 配箍率對(duì)組合柱受力性能的影響
        4.7.3 ECC外包層厚度對(duì)組合柱受力性能的影響
    4.8 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 ECC組合柱框架結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)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(yīng)譜轉(zhuǎn)化
        5.2.3 目標(biāo)位移的確定
        5.2.4 基于性能的能力譜法設(shè)計(jì)步驟
    5.3 框架結(jié)構(gòu)的非線性力學(xué)模型
        5.3.1 框架結(jié)構(gòu)整體分析模型
        5.3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的單元模型
        5.3.3 纖維模型
        5.3.4 材料本構(gòu)模型
    5.4 ECC組合柱框架結(jié)構(gòu)算例分析
        5.4.1 框架結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)
        5.4.2 有限元建模分析過(guò)程
        5.4.3 框架底部剪力-頂點(diǎn)位移曲線和目標(biāo)位移確定
        5.4.4 框架結(jié)構(gòu)性能評(píng)估
    5.5 本章小節(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 研究展望
作者攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PVA纖維對(duì)超高韌性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 王海超,張玲玲,高淑玲,顧士文,陳慶.  混凝土. 2013(04)
[2]等幅疲勞荷載作用下超高韌性水泥基復(fù)合材料彎曲疲勞壽命試驗(yàn)研究[J]. 劉問(wèn),徐世烺,李慶華.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]高韌性低收縮纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料特性及應(yīng)用[J]. 張君,公成旭,居賢春.  水利學(xué)報(bào). 2011(12)
[4]超高韌性水泥基復(fù)合材料單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)�試驗(yàn)測(cè)定與分析[J]. 徐世烺,蔡向榮,張英華.  土木工程學(xué)報(bào). 2009(11)
[5]采用超高韌性水泥基復(fù)合材料提高鋼筋混凝土梁彎曲抗裂性能研究（II）:試驗(yàn)研究[J]. 張秀芳,徐世烺,侯利軍.  土木工程學(xué)報(bào). 2009(10)
[6]超高韌性水泥基復(fù)合材料抗凍耐久性能試驗(yàn)研究[J]. 徐世烺,蔡新華,李賀東.  土木工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[7]PVA-ECC在工程維修中的應(yīng)用[J]. 郭平功,田礫,李曉東,趙鐵軍.  國(guó)外建材科技. 2006(04)
[8]鋼筋混凝土框架柱的變形能力及基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法[J]. 呂西林,周定松,蔣歡軍.  地震工程與工程振動(dòng). 2005(06)
[9]基于位移延性的剪力墻抗震設(shè)計(jì)[J]. 錢稼茹,呂文,方鄂華.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 1999(03)
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博士論文
[1]超高韌性水泥基復(fù)合材料彎曲性能及剪切性能試驗(yàn)研究[D]. 侯利軍.大連理工大學(xué) 2012
[2]超高韌性水泥基復(fù)合材料基本力學(xué)性能和應(yīng)變硬化過(guò)程理論分析[D]. 蔡向榮.大連理工大學(xué) 2010
[3]鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計(jì)方法研究[D]. 繆志偉.清華大學(xué) 2009
[4]超高韌性水泥基復(fù)合材料試驗(yàn)研究[D]. 李賀東.大連理工大學(xué) 2009
[5]PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料假應(yīng)變硬化及斷裂特性研究[D]. 高淑玲.大連理工大學(xué) 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(xué) 2013
[2]綠色高韌性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究[D]. 羅百福.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3681060