發(fā)布時(shí)間：2020-07-18 03:02

【摘要】：綠色高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Green High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites,GHPFRCC)是在傳統(tǒng)工程纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)的基礎(chǔ)上,使用大摻量粉煤灰替代水泥制備而成的新型建筑材料。GHPFRCC在常溫下具有比普通混凝土更出色的延性和能量吸收能力,并表現(xiàn)出多縫開裂和應(yīng)變硬化的特性。而高溫作用下GHPFRCC中PVA纖維的熔融在一定程度上降低了其抗震能力,因此火災(zāi)后GHPFRCC框架的抗震性能亟待探明。本文通過擬靜力試驗(yàn)研究了火損GHPFRCC框架的抗震性能,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:第一部分主要是介紹GHPFRCC框架擬靜力試驗(yàn)。按照“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的基本原則使用最佳配合比的GHPFRCC和C30混凝土兩種材料制作5榀相同尺寸、相同配筋的兩層兩跨1:2縮尺框架,其中3榀先經(jīng)歷火災(zāi)試驗(yàn),之后再進(jìn)行火災(zāi)后的擬靜力試驗(yàn),主要研究不同澆筑材料、受火區(qū)域等因素對(duì)框架抗震性能的影響。第二部分討論分析了GHPFRCC框架抗震性能的影響因素及規(guī)律,通過擬靜力試驗(yàn)中GHPFRCC框架破壞特征、滯回曲線、骨架曲線、延性系數(shù)、等效粘滯阻尼系數(shù)、剛度和強(qiáng)度退化等指標(biāo),系統(tǒng)研究了火損GHPFRCC框架的抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)火災(zāi)會(huì)影響混凝土和GHPFRCC框架的內(nèi)力重分布,改變框架結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)順序,削弱梁鉸破壞機(jī)制的完全發(fā)展,降低框架的抗震性能。(2)單腔受火工況下的GHPFRCC框架極限承載力仍高出未受火普通混凝土框架承載力的26%,雙腔受火工況下的GHPFRCC框架極限承載力與未受火普通混凝土框架承載力基本相當(dāng),表明局部火災(zāi)后的GHPFRCC框架仍具有良好的承載力和抗震性能。(3)雙腔受火工況下的GHPFRCC框架的延性、耗能能力、極限承載力等指標(biāo)均高于相同受火工況的普通混凝土框架,且剛度退化和強(qiáng)度退化較平緩,說明GHPFRCC可以有效提高火災(zāi)后框架的抗震性能,提高火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的安全性。(4)雙腔受火工況下的GHPFRCC框架的延性、耗能能力、極限承載力等指標(biāo)相較單腔受火工況下的GHPFRCC框架均有所降低,說明增加受火面積會(huì)影響GHPFRCC框架的各項(xiàng)抗震性能指標(biāo),進(jìn)一步降低結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB332
【圖文】：

混凝土一樣荷載突然降低，說明纖維具有良好的增韌和提學(xué)的王海超[17]通過對(duì)多組 PVA-UHTCC 立方體、棱柱體，研究了最佳配合比和不同配合比下各組試塊的抗壓性的關(guān)系等。研究結(jié)果表明：PVA 纖維可以延長構(gòu)件受力前受力后期的延性，提高混凝土的開裂荷載和極限荷載。凝土抗壓性能影響不大，但可以通過合理選取水泥、粉煤強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度。大學(xué)的姜海軍[18]通過對(duì)150 mm×150 mm×550 mm的PV驗(yàn)，分析了不同 PVA 纖維摻量對(duì)峰值應(yīng)變、應(yīng)力、彈性究發(fā)現(xiàn)：隨著纖維摻量增加，立方體抗壓強(qiáng)度和峰值應(yīng)應(yīng)變和彈性模量則小幅度波動(dòng)，說明纖維摻量對(duì)應(yīng)變和維摻量的增加可以提高復(fù)合材料的延性和能量吸收能力性能

的應(yīng)力場(chǎng)和變形場(chǎng)保持不變，直至裂縫貫通整個(gè)截面[14]。學(xué)的薛會(huì)青[20]對(duì)尺寸為12 mm×40 mm×160 mm的PVA-EC試驗(yàn)獲得了 PVA-ECC 的軸拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并分析了相VA-ECC 在出現(xiàn)裂縫后仍可以繼續(xù)承受荷載作用，并且呈A 纖維可以提高水泥基復(fù)合材料的變形能力，減小其受力優(yōu)異的阻裂和增韌的作用。能高等土木工程材料研究工作實(shí)驗(yàn)室[21-22]（Advanced Civch Laboratory，ACE-MRL）對(duì)尺寸為 304.8 mm×76.2 mm行四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。結(jié)果表明，PVA-ECC 呈現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)開裂是普通混凝土材料的 40 倍左右，表現(xiàn)出了良好的準(zhǔn)應(yīng)變縫寬度較小時(shí)，PVA 纖維與水泥基間的化學(xué)粘結(jié)作用產(chǎn)達(dá)到抗折強(qiáng)度后仍保留著水泥基體的裂后強(qiáng)度。

有優(yōu)良的韌性及多縫開裂的特性，因此，在土木工程領(lǐng)域，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗裂能力、耗能能力、延性以梁受拉鋼筋周圍的混凝土可控制鋼筋混凝土梁裂縫寬度，體內(nèi)部侵蝕鋼筋，且結(jié)構(gòu)的延性也有所提高，用 ECC 代替和多縫開裂的特性，可以消除應(yīng)力集中引起的混凝土剝落提高柱的承載力和耐久性[28-30]。經(jīng)過多年的系統(tǒng)研究，E并在諸多國內(nèi)外工程建設(shè)中得到應(yīng)用。美國密歇根大學(xué)和當(dāng)?shù)亟煌ň诌M(jìn)行合作，采用 ECC 修復(fù)橋面板。修復(fù)時(shí)先將表面混凝土鑿除，替換已劣化的鋼筋復(fù)完成約 30 個(gè)月后，對(duì)此橋的修復(fù)效果進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)板工作性能仍然良好，其表面裂縫基本控制在 50 μm 內(nèi)，采用混凝土進(jìn)行修補(bǔ)的部分橋面板已發(fā)生非常嚴(yán)重的劣化時(shí)間關(guān)系見圖 1.3，與混凝土相比，ECC 材料表現(xiàn)出優(yōu)越

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 白文琦;呂晶;杜強(qiáng);白亮;吳函恒;;PVA纖維增強(qiáng)型水泥基復(fù)合材料高溫后力學(xué)性能試驗(yàn)[J];建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年04期

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3 李秀領(lǐng);羅敏;王娟;;綠色高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料抗壓性能及泊松比研究[J];混凝土;2014年04期

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2 徐化川;綠色高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料（GHPFRCC）加固火損框架柱抗震性能試驗(yàn)研究[D];山東建筑大學(xué);2017年

3 曹璐;建筑火災(zāi)后混凝土的性能研究及實(shí)用鑒定方法[D];華北水利水電大學(xué);2016年

4 羅敏;綠色高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料加固鋼筋混凝土柱試驗(yàn)研究[D];山東建筑大學(xué);2013年

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6 羅百福;綠色高韌性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2760309