【摘要】：軌道交通聚丙烯纖維混凝土U型梁是一種薄壁開口異形結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)自重小、建筑高度低、隔音減噪、外形美觀等突出優(yōu)點,在城市軌道交通高架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。國內(nèi)外對于U型梁及其材料的疲勞性能開展了大量實驗和理論研究,證實了 U型梁橫向及扭轉(zhuǎn)剛度較小、局部應(yīng)力復(fù)雜問題。但就研究成果和應(yīng)用效果來看,仍面臨聚丙烯纖維混凝土性質(zhì)不夠規(guī)律、U型梁部分位置性能薄弱和裂紋難以控制的問題,嚴(yán)重制約U型梁及聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用。基于背景工程,以試驗、理論和模擬相結(jié)合的手段,針對U型梁和聚丙烯纖維混凝土的性能影響因素、裂紋成因及其控制對策開展研究,為聚丙烯纖維混凝土和U型梁的應(yīng)用推廣提供研究支撐,具有重要的理論與實踐價值。論文的主要研究內(nèi)容及成果如下:①開展聚丙烯纖維混凝土的基本力學(xué)性質(zhì)、抗彎性能和應(yīng)力應(yīng)變試驗,得到了聚丙烯纖維混凝土的強度、彈性模量、彎曲韌性和應(yīng)力-應(yīng)變曲線,通過與非聚丙烯纖維混凝土相應(yīng)性質(zhì)進(jìn)行對比,揭示了聚丙烯纖維對混凝土性質(zhì)的影響規(guī)律和增韌作用。結(jié)果表明,摻加聚丙烯纖維對混凝土的軸心抗拉強度、峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變、最終應(yīng)變、彎曲韌性均有一定的增大作用,而對混凝土的抗壓強度、彈性模量和單軸受壓性能有較小的減弱作用,說明摻加聚丙烯纖維能改善混凝土的力學(xué)性質(zhì)尤其是拉彎性能。②以混凝土規(guī)范的本構(gòu)方程為基礎(chǔ),結(jié)合Sidoroff能量等效原理,擬合了聚丙烯纖維混凝土的塑性損傷經(jīng)驗本構(gòu)方程,并利用方程分析了聚丙烯纖維混凝土對U型梁性能的影響,揭示了聚丙烯纖維對U形梁受力、變形和抗裂性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:摻加聚丙烯纖維對U型梁的預(yù)制階段應(yīng)力應(yīng)變影響不大,但能減小其運營階段的受力變形性能情況,采用聚丙烯纖維混凝土對U型梁的承載和結(jié)構(gòu)安全有一定增強作用。⑤探究了 U型梁的端部腹板縱向和橫向裂紋、底板性能薄弱問題的成因,以保證U型梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢而改善其裂紋和薄弱性能為出發(fā)點,分析了U型梁設(shè)計參數(shù)對梁體受力變形性能和腹板裂紋產(chǎn)生的影響,研究了U型梁底板橫向預(yù)應(yīng)力的布置方法,進(jìn)而提出了U型梁抗裂問題的控制對策。結(jié)果表明,U型梁的端部腹板裂紋和底板性能薄弱分別由于等效拉應(yīng)力和橫向拉應(yīng)力過大而引起;本文提出的U型梁腹板裂紋和底板橫向抗裂的控制對策,能很好地改善該位置的應(yīng)力分布情況,有效提高U型梁的抗裂及安全性能。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U445.57
【圖文】：

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【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張婷;黃煒;戎

本文編號：2730750