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钢筋增强PP ECC梁的滞回性能研究

作　者: 于明鑫
导　师: 俞家欢
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: PPECC 钢筋增强PPECC梁 往复加载 滞回性能 恢复力模型
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本论文首先阐述了在混凝土工程中应用纤维混凝土以及开发PP ECC的背景，简述了目前国内外ECC工程应用的最新进展以及理论研究现状，总结了PP ECC这种材料的性能优点，介绍了PP ECC在工程领域中的应用情况及其发展趋势，提出了研究钢筋增强PP ECC梁的必要性。本文主要进行了以下工作：进行了5根钢筋增强PP ECC梁及1根钢筋混凝土梁的滞回性能试验研究，试验的主要参数为纤维掺量，龄期及配筋率。试验表明，PP ECC梁的破坏形态与普通混凝土明显不同，极限状态时，其裂缝宽度控制在0.3mm以内，并未出现压碎现象。极限承载力随着配筋率的增加而增加，而延性呈缓慢下降趋势。随着龄期的增长，承载力呈上升趋势，延性有所下降。在试验参数范围内，纤维掺量对其滞回性能影响总体不大。与普通钢筋混凝土相比，其耗能能力为其2.4倍左右。试验结果证实PP ECC对于提高构件或结构的抗震能力有很明显的效果。在考虑混凝土损伤塑性的前提条件下，本文通过应用ABAQUS有限元分析软件对试验中三种不同配筋率的试件进行分析，并验证了试件的滞回曲线和骨架曲线，表明有限元计算构件骨架曲线的可行性，并对进一步研究PP ECC本构关系提出了要求。针对试验提出了反复荷载作用下钢筋增强PP ECC梁恢复力模型中的特征参数计算公式，建立了不同配筋率的钢筋增强PP ECC梁的恢复力模型，并与试验实测结果进行了对比，结果表明本研究建立的恢复力模型具有一定的适用性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目次  6-9
Contents  9-11
第一章 绪论  11-28
  1.1 研究背景  11-15
    1.1.1 纤维在混凝土结构中的应用  11-12
    1.1.2 ECC 的工程应用  12-15
    1.1.3 ECC 需深入研究及解决的问题  15
  1.2 PP ECC 材料简介  15-19
    1.2.1 PP 纤维简介  16
    1.2.2 PP ECC 材料性能简介  16-19
  1.3 PP ECC 的工程应用  19-23
    1.3.1 PP ECC 修补  20-22
    1.3.2 PP ECC 新路面的铺设  22-23
  1.4 国内外研究现状  23-27
    1.4.1 ECC 的国内外研究现状  23-24
    1.4.2 钢筋增强纤维混凝土梁的研究现状  24-27
  1.5 本文研究目的和主要内容  27-28
第二章 钢筋增强 PP ECC 梁的滞回性能试验  28-48
  2.1 引言  28
  2.2 试件概况  28-29
    2.2.1 试验柱编号和分组  28-29
    2.2.2 试验梁的截面尺寸和配筋  29
  2.3 材料性能试验  29-30
    2.3.1 PP ECC 材料性能  29-30
    2.3.2 钢筋力学指标  30
    2.3.3 应变片参数  30
  2.4 试件浇注  30-31
  2.5 加载装置  31-32
  2.6 加载制度  32-33
  2.7 测点布置及数据采集  33
  2.8 破坏现象描述  33-37
  2.9 试件荷载（P）-位移（Δ）曲线结果分析  37-39
  2.10 骨架曲线分析  39-41
  2.11 承载力退化分析  41-42
  2.12 刚度退化特性分析  42-44
  2.13 耗能性能  44-46
  2.14 应变片的处理情况  46
  2.15 本章小结  46-48
第三章 钢筋增强 PP ECC 梁非线性有限元分析  48-61
  3.1 引言  48
  3.2 材料本构关系模型选取  48-52
    3.2.1 损伤塑性材料简介  48
    3.2.2 混凝土损伤塑性模型理论  48-49
    3.2.3 损伤因子的确定  49-51
    3.2.4 钢筋的本构模型  51-52
  3.3 建模的方法和单元类型的选取  52
  3.4 钢筋增强 PP ECC 梁模型的建立  52-53
    3.4.1 试件模型建立  52-53
  3.5 计算结果分析  53-60
    3.5.1 试件应力图  53-56
    3.5.2 试件变形图  56-57
    3.5.3 荷载(P)-位移(Δ)曲线对比分析  57-59
    3.5.4 骨架曲线对比分析  59-60
  3.6 本章小结  60-61
第四章 钢筋增强 PP ECC 梁的恢复力模型  61-72
  4.1 引言  61
  4.2 钢筋增强 PP ECC 梁计算模型  61
  4.3 试件骨架曲线模型的确定  61-62
  4.4 钢筋增强 PP ECC 梁骨架曲线模型中特征参数的确定  62-66
    4.4.1 屈服荷载 Py和屈服位移 Δy  63-64
    4.4.2 极限荷载 Pu和极限位移 Δu  64
    4.4.3 破坏荷载 Pcu和破坏位移 Δcu  64
    4.4.4 骨架曲线特征参数计算结果及对比  64-66
  4.5 模型计算骨架曲线模型与试验结果对比分析  66-67
  4.6 荷载荷载(P)-位移(Δ)曲线模型  67-68
    4.6.1 试件荷载(P)-位移(Δ)曲线的变化规律  67
    4.6.2 试件恢复力模型的假定  67-68
  4.7 荷载-位移曲线模型中有关刚度的确定  68-69
  4.8 模型计算荷载(P)-位移(Δ)曲线与试验结果对比分析  69-70
  4.9 本章小结  70-72
第五章 结论  72-73
  5.1 结论  72
  5.2 展望  72-73
参考文献  73-76
作者简介  76
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  76-77
致谢  77-78

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构
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