本文關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土梁疲勞性能研究

  更多相關(guān)文章： 自密實(shí)混凝土 聚丙烯纖維 抗彎性能 剛度退化 疲勞壽命

【摘要】：本文通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)找到能夠滿足聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土工作性能和力學(xué)性能的配合比,然后對聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土進(jìn)行了力學(xué)性能測試。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了三組聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁的試驗(yàn)研究:第一組和第二組分別為不同聚丙烯纖維體積摻量試驗(yàn)梁的三點(diǎn)彎曲靜力加載試驗(yàn)和疲勞加載試驗(yàn);第三組為不同應(yīng)力水平的試驗(yàn)梁三點(diǎn)彎曲疲勞加載試驗(yàn)。首先通過第一組試驗(yàn)梁的靜力試驗(yàn)得出不同摻量聚丙烯纖維混凝土梁在荷載作用下的撓度、剛度、鋼筋和混凝土的應(yīng)力應(yīng)變以及裂縫開展情況,并以此作為基本參照對比第二組、第三組試驗(yàn)梁疲勞加載的結(jié)果;其次根據(jù)第二組、第三組試驗(yàn)梁的疲勞荷載試驗(yàn),分析得出不同聚丙烯纖維摻量和不同應(yīng)力水平下試驗(yàn)梁的撓度、剛度,梁體裂縫高度、裂縫分布密度、長度以及最大寬度,混凝土和受拉鋼筋應(yīng)變隨疲勞荷載次數(shù)的變化情況。本文主要研究內(nèi)容如下:1查閱分析相關(guān)聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范和文獻(xiàn)資料,進(jìn)行滿足其工作性能和力學(xué)性能要求的配合比設(shè)計(jì),以及相應(yīng)試件的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的力學(xué)性能試驗(yàn)。2通過對普通鋼筋自密實(shí)混凝土梁、12mm0.10%和12mm0.15%體積摻量聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁的抗彎性能試驗(yàn)研究,分析了不同體積摻量聚丙烯纖維對混凝土梁的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載以及裂縫形態(tài)的影響,得到了試驗(yàn)梁跨中撓度、鋼筋和混凝土應(yīng)變與荷載大小或疲勞加載次數(shù)的關(guān)系曲線。3基于疲勞理論分析了聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁在不同應(yīng)力水平的重復(fù)加載下的S-N曲線。通過疲勞實(shí)驗(yàn)過程中試驗(yàn)梁裂縫和撓度的開展情況,結(jié)合剛度退化研究了不同應(yīng)力水平的疲勞荷載對其疲勞損傷累積的影響。4運(yùn)用ANSYS軟件,對普通自密實(shí)鋼筋混凝土梁和12mm0.15%體積摻量的聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁進(jìn)行了接觸、材料非線性的抗彎性能分析,并將數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行了對比,給出了試驗(yàn)梁在靜力加載下的裂縫分布圖以及混凝土第一主應(yīng)力云圖和鋼筋軸向應(yīng)力圖。針對12mm0.15%體積摻量的聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁進(jìn)行了不同應(yīng)力水平下疲勞加載的數(shù)值模擬,對比試驗(yàn)測試結(jié)果,分析了運(yùn)用ANSYS軟件對聚丙烯纖維自密實(shí)混泥土梁疲勞壽命預(yù)測的可行性。
【關(guān)鍵詞】：自密實(shí)混凝土 聚丙烯纖維 抗彎性能 剛度退化 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外疲勞研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外疲勞研究11
• 1.2.2 我國疲勞研究11-12
• 1.2.3 疲勞研究的尺度和方法12-14
• 1.3 纖維自密實(shí)混凝土的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國內(nèi)外纖維自密實(shí)混凝土的發(fā)展14
• 1.3.2 普通鋼筋混凝土疲勞研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 纖維自密實(shí)混凝土疲勞研究現(xiàn)狀15
• 1.3.4 鋼筋混凝土有限元模擬15-16
• 1.4 試驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x16
• 1.5 本文研究內(nèi)容16-18
• 第二章 聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土試驗(yàn)設(shè)計(jì)18-28
• 2.1 試驗(yàn)材料、配合比以及梁構(gòu)件的設(shè)計(jì)18-22
• 2.1.1 試驗(yàn)材料的選取18-20
• 2.1.2 混凝土配合比的確定20
• 2.1.3 自密實(shí)混凝土梁的制作20-22
• 2.2 試驗(yàn)加載系統(tǒng)和疲勞加載程序22-24
• 2.2.1 試驗(yàn)加載系統(tǒng)22-23
• 2.2.2 疲勞試驗(yàn)加載程序23-24
• 2.2.3 疲勞試驗(yàn)加載安全措施24
• 2.3 試驗(yàn)測點(diǎn)的布置和數(shù)據(jù)采集24-28
• 2.3.1 試驗(yàn)測點(diǎn)布置24-26
• 2.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集26-28
• 第三章 試驗(yàn)結(jié)果研究分析28-52
• 3.1 聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁靜力試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析28-32
• 3.1.1 靜力試驗(yàn)現(xiàn)象描述28-29
• 3.1.2 靜力試驗(yàn)結(jié)果對比分析29-32
• 3.2 疲勞試驗(yàn)現(xiàn)象描述及疲勞破壞特征32-37
• 3.2.1 疲勞試驗(yàn)現(xiàn)象描述32-36
• 3.2.2 疲勞破壞特征及疲勞壽命36-37
• 3.3 疲勞試驗(yàn)應(yīng)變分析37-40
• 3.3.1 鋼筋、混凝土應(yīng)變分析37-39
• 3.3.2 平截面假定驗(yàn)證39-40
• 3.4 疲勞試驗(yàn)裂縫分析40-46
• 3.4.1 裂縫最大寬度40-41
• 3.4.2 裂縫最大長度41-43
• 3.4.3 梁疲勞損傷分析43-46
• 3.5 疲勞試驗(yàn)跨中撓度與剛度分析46-50
• 3.5.1 撓度分析46-48
• 3.5.2 剛度分析48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第四章 疲勞性能的理論分析與計(jì)算52-69
• 4.1 疲勞壽命及S-N曲線分析52-55
• 4.1.1S-N曲線及經(jīng)驗(yàn)公式52-53
• 4.1.2 普通鋼筋混凝土梁的S-N曲線53
• 4.1.3 鋼纖維混凝土梁的S-N曲線53-54
• 4.1.4 聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土梁的S-N曲線54-55
• 4.2 疲勞損傷累積理論55-63
• 4.2.1 Palmgren-Miner損傷累積理論55-57
• 4.2.2 冪指數(shù)損傷累積理論57-58
• 4.2.3 Corten-Dolan損傷累積理論58-60
• 4.2.4 基于剛度退化分析應(yīng)力水平對梁疲勞壽命的影響60-61
• 4.2.5 基于剛度退化分析不同摻量聚丙烯纖維對梁疲勞的影響61-63
• 4.3 開裂荷載及裂縫開展速率分析63-67
• 4.3.1 開裂荷載63-65
• 4.3.2 裂縫開展速率分析65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土梁數(shù)值模擬分析69-86
• 5.1 有限元模型的建立69-75
• 5.1.1 材料屬性及單元設(shè)置71-72
• 5.1.2 材料的本構(gòu)模型及破壞準(zhǔn)則72-74
• 5.1.3 網(wǎng)格劃分、邊界條件模擬74-75
• 5.1.4 求解設(shè)置75
• 5.2 聚丙烯纖維-鋼筋自密實(shí)混凝土梁非線性有限元分析75-83
• 5.2.1 聚丙烯纖維混凝土梁開裂荷載、屈服荷載、極限荷載對比分析75-79
• 5.2.2 試驗(yàn)梁靜力加載有限元模擬結(jié)果分析79-83
• 5.3 聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土梁疲勞性能有限元分析83-85
• 5.3.1 基于ANSYS軟件疲勞分析有關(guān)介紹83
• 5.3.2 試驗(yàn)梁疲勞加載預(yù)測結(jié)果分析83-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 主要結(jié)論86-87
• 6.2 展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文及科研成果92

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