高韌性混凝土(UHTCC)是一種高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料,具有拉伸應(yīng)變硬化特性和優(yōu)良的裂縫無(wú)害化分散能力,在建筑結(jié)構(gòu)中具有較好的應(yīng)用前景。建筑結(jié)構(gòu)在生命周期中可能會(huì)遇到極端溫度情況,比如火災(zāi)(極端高溫)以及液化天然氣(LNG)泄露(極端低溫)等情況。溫度變化會(huì)引起混凝土材料性能的改變。因而極端溫度狀況可能會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性造成較大影響,甚至造成難以估量的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失。為探究UHTCC新型高性能組合結(jié)構(gòu)在極端溫度情況下的結(jié)構(gòu)安全,開(kāi)展UHTCC材料及其組合結(jié)構(gòu)的高溫性能和低溫性能研究十分必要。本文在“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAJ13B04)以及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51622811)資助下開(kāi)展了相關(guān)研究。主要內(nèi)容如下:1.研究了高溫對(duì)UHTCC材料熱工性能、力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn),高溫下保持50 min時(shí)UHTCC導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高略有增長(zhǎng),總體上保持在0.5 W/(m·K)左右;高溫下保持60 min時(shí)UHTCC抗折強(qiáng)度隨溫度升高逐漸降低;溫度不超過(guò)200℃時(shí),UHTCC殘余抗壓強(qiáng)度較室溫下略有增長(zhǎng),高于200℃時(shí)抗壓強(qiáng)度逐漸降...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 建筑火災(zāi)危害
        1.1.2 極端低溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題
        1.1.3 新材料及新材料結(jié)構(gòu)
    1.2 高韌性混凝土(UHTCC)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 UHTCC常溫性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 UHTCC高溫性能研究現(xiàn)狀
        1.2.3 UHTCC低溫性能研究現(xiàn)狀
    1.3 高韌性混凝土結(jié)構(gòu)性能研究現(xiàn)狀
        1.3.1 UHTCC結(jié)構(gòu)常溫性能研究現(xiàn)狀
        1.3.2 UHTCC結(jié)構(gòu)抗火性能研究現(xiàn)狀
        1.3.3 UHTCC結(jié)構(gòu)低溫性能研究現(xiàn)狀
    1.4 有限元方法在UHTCC結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用
    1.5 存在的問(wèn)題
    1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 研究?jī)?nèi)容
        1.6.2 研究思路
    參考文獻(xiàn)
第2章 高韌性混凝土高溫性能
    2.1 引言
    2.2 高溫對(duì)高韌性混凝土力學(xué)性能影響
        2.2.1 高溫抗折試驗(yàn)概況
        2.2.2 高溫抗折試驗(yàn)結(jié)果與分析
        2.2.3 高溫后抗壓試驗(yàn)概況
        2.2.4 高溫后抗壓試驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.3 高溫對(duì)高韌性混凝土微觀結(jié)構(gòu)影響
        2.3.1 電鏡掃描試驗(yàn)概況
        2.3.2 電鏡掃描試驗(yàn)結(jié)果及分析
        2.3.3 計(jì)算機(jī)斷層掃描試驗(yàn)概況
        2.3.4 計(jì)算機(jī)斷層掃描試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.4 高溫下高韌性混凝土熱工性能
        2.4.1 導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)概況
        2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果及分析
        2.4.3 質(zhì)量損失試驗(yàn)概況
        2.4.4 質(zhì)量損失試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.5 高溫下高韌性混凝土溫度場(chǎng)有限元分析
        2.5.1 型鋼-UHTCC組合梁截面溫度場(chǎng)分析
        2.5.2 棱柱體試件溫度場(chǎng)分析
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 型鋼-高韌性混凝土柱抗火性能
    3.1 引言
    3.2 火災(zāi)試驗(yàn)概況
        3.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作
        3.2.2 材料性能
        3.2.3 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)過(guò)程
    3.3 型鋼-UHTCC柱溫度場(chǎng)分析
        3.3.1 溫度場(chǎng)計(jì)算有限元模型
        3.3.2 有限元模型驗(yàn)證
        3.3.3 型鋼-UHTCC柱溫度場(chǎng)分布
    3.4 型鋼-UHTCC柱力學(xué)性能分析
        3.4.1 力學(xué)性能分析有限元模型
        3.4.2 有限元模型驗(yàn)證
        3.4.3 型鋼-UHTCC柱破壞形態(tài)
        3.4.4 型鋼-UHTCC柱變形特點(diǎn)
        3.4.5 型鋼-UHTCC柱耐火極限
        3.4.6 型鋼-UHTCC柱應(yīng)力變化
    3.5 型鋼-UHTCC柱抗火設(shè)計(jì)方法
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 型鋼-高韌性混凝土梁抗火性能
    4.1 引言
    4.2 火災(zāi)試驗(yàn)概況
        4.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作
        4.2.2 材料性能
        4.2.3 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)過(guò)程
    4.3 型鋼-UHTCC梁溫度場(chǎng)分析
        4.3.1 溫度場(chǎng)計(jì)算有限元模型
        4.3.2 有限元模型驗(yàn)證
        4.3.3 型鋼-UHTCC梁溫度場(chǎng)分布
    4.4 型鋼-UHTCC梁力學(xué)性能分析
        4.4.1 力學(xué)性能分析有限元模型
        4.4.2 有限元模型驗(yàn)證
        4.4.3 型鋼-UHTCC梁破壞形態(tài)
        4.4.4 型鋼-UHTCC梁結(jié)構(gòu)反應(yīng)
        4.4.5 型鋼-UHTCC梁應(yīng)力應(yīng)變
    4.5 型鋼-UHTCC梁抗火設(shè)計(jì)方法
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 型鋼-高韌性混凝土節(jié)點(diǎn)抗火性能
    5.1 引言
    5.2 火災(zāi)試驗(yàn)概況
        5.2.1 試件設(shè)計(jì)
        5.2.2 試驗(yàn)過(guò)程
    5.3 型鋼-UHTCC組合節(jié)點(diǎn)溫度場(chǎng)分析
        5.3.1 溫度場(chǎng)計(jì)算有限元模型
        5.3.2 有限元模型驗(yàn)證
        5.3.3 節(jié)點(diǎn)柱截面溫度場(chǎng)分布
        5.3.4 節(jié)點(diǎn)梁截面溫度場(chǎng)分布
    5.4 型鋼-UHTCC節(jié)點(diǎn)抗火設(shè)計(jì)方法
        5.4.1 抗火設(shè)計(jì)方法
        5.4.2 設(shè)計(jì)建議
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 高韌性混凝土低溫性能
    6.1 引言
    6.2 低溫對(duì)高韌性混凝土力學(xué)性能影響
        6.2.1 試驗(yàn)概況
        6.2.2 試驗(yàn)結(jié)果
    6.3 低溫對(duì)高韌性混凝土微觀結(jié)構(gòu)影響
        6.3.1 試驗(yàn)概況
        6.3.2 電鏡掃描
        6.3.3 壓汞試驗(yàn)
    6.4 低溫下高韌性混凝土抗壓本構(gòu)模型
        6.4.1 抗壓強(qiáng)度
        6.4.2 峰值壓應(yīng)力對(duì)應(yīng)壓應(yīng)變
        6.4.3 彈性模量
        6.4.4 單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    6.5 低溫環(huán)境有限元分析
        6.5.1 有限元模型
        6.5.2 參數(shù)分析
        6.5.3 單摻PVA纖維UHTCC
        6.5.4 混雜纖維UHTCC
    6.6 全尺寸型鋼-UHTCC組合梁低溫模擬
        6.6.1 模型建立
        6.6.2 結(jié)果分析
    6.7 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間所取得的科研成果
    一、作者簡(jiǎn)歷
    二、在學(xué)期間所取得的科研成果



本文編號(hào)：3751284