无粘结预应力RPC梁正截面抗弯性能试验研究

发布时间：2017-09-07 08:27

  本文关键词：无粘结预应力RPC梁正截面抗弯性能试验研究

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【摘要】：活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)作为一种高强度、高韧性、耐久性的新型高性能混凝土材料。其特殊的组成材料(如石英粉、硅粉、减水剂等)和力学性能使得它具备不同于普通混凝土构件的破坏形态和极限承载能力,因此为了得到其破坏形态发展趋势以及极限承载能力的计算方法,本文主要对预应力RPC梁的正截面抗弯承载力开展研究,完成了以下工作:(1)首先,了解国内外对RPC性能研究现状,然后研究目前RPC实际工程运用情况,最后结合对RPC梁的抗弯性能的相关研究,提出了本文研究的主要内容。(2)本文进行RPC材料性能试验,得到RPC基本性能参数:弹性模量、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度,以及进行2根同截面尺寸、相同配筋率的预应力RPC简支梁三分点加载试验,得到其受弯状态下的跨中纯弯段区域内混凝土应变分布、试验梁的荷载—挠度变化情况、预应力增量随加载值变化规律、裂缝发展情况、实测开裂弯矩以及极限状态破坏弯矩等数据,分析简支梁的跨中截面的应变分布,验证了无粘结预应力活性粉末混凝土简支梁符合平截面假定。(3)本文根据现有普通混凝土理论计算并结合上述试验所得的试验数据,对预应力RPC梁正截面受弯状况的开裂弯矩计算和极限状态承载力进行了推导研究,并将国内各相关规范的理论承载力计算公式所得的计算值与实测值进行对比分析,同时以现有规范对刚度、挠度以及裂缝宽度进行了验算,结果表明现有规范对RPC的计算分析偏于安全。(4)基于试验数据与理论分析结果的基础上,通过ABAQUS仿真有限元模拟,进行模拟值与实测值对比,对比结果吻合较好。结果表明所推导出的计算式对预应力RPC梁的设计和工程应用具有一定的参考性。
【关键词】：预应力RPC梁 正截面抗弯性能 开裂弯矩 极限承载力 ABAQUS有限元模型
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU378.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究的背景与意义10-11
• 1.2 活性混凝土材料（RPC）的研究状况11-15
• 1.2.1 活性混凝土材料的概述11-12
• 1.2.2 RPC在国内外的研究及应用现状12-14
• 1.2.3 RPC的发展前景14-15
• 1.3 RPC 梁的抗弯试验研究现状15-16
• 1.4 本文研究内容16-18
• 第二章 预应力RPC梁正截面抗弯承载力试验18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 预应力RPC梁设计概况18-20
• 2.2.1 组成材料试验设计18-19
• 2.2.2 预应力RPC梁试验设计19-20
• 2.3 RPC试块和RPC梁的制作20-23
• 2.3.1 RPC材料试块制作20
• 2.3.2 预应力RPC梁的施工与养护20-21
• 2.3.3 试验量测内容与测点布置21-23
• 2.4 RPC材料试验及梁安装与加载方式23-26
• 2.4.1 RPC材料性能试验23-24
• 2.4.2 试验梁预应力筋张拉试验24-25
• 2.4.3 预应力RPC梁安装25
• 2.4.4 预应力RPC梁的操作步骤25-26
• 2.5 试验现象与结果26-33
• 2.5.1 RPC力学性能试验测试现象与结果26-28
• 2.5.2 预应力RPC梁抗弯承载力试验现象与结果28-33
• 2.6 本章小结33-36
• 第三章 预应力RPC梁正截面抗弯承载力计算36-52
• 3.1 引言36
• 3.2 梁正截面受弯计算的基本假定36-37
• 3.3 梁开裂弯矩理论计算37-42
• 3.3.1 开裂弯矩计算分析37-39
• 3.3.2 梁截面抵抗矩塑性影响系数分析39-41
• 3.3.3 开裂弯矩的简化计算41-42
• 3.4 梁极限状态承载力理论计算42-46
• 3.4.1 梁正截面等效矩形应力图42-44
• 3.4.2 梁受弯承载力理论计算公式44
• 3.4.3 各相关规范中混凝土构件抗弯承载力计算公式44-46
• 3.5 预应力RPC梁挠度计算46-47
• 3.6 预应力RPC梁裂缝宽度计算47-48
• 3.7 理论分析与试验值对比48-50
• 3.7.1 开裂弯矩对比48-49
• 3.7.2 梁承载力极限弯矩对比49
• 3.7.3 各相关规范的理论计算公式对比49-50
• 3.8 本章小结50-52
• 第四章 有限元分析与验证52-60
• 4.1 引言52
• 4.2 有限元基本原理52-53
• 4.2.1 有限元的基本思想52
• 4.2.2 有限元的基本解题ki骤52-53
• 4.3 模型建立53-56
• 4.3.1 单元种类的选取53
• 4.3.2 单元刚度系数53
• 4.3.3 边界条件53-54
• 4.3.4 材料本构模型的选取54-55
• 4.3.5 无粘结预应力的实现55-56
• 4.4 结果对比56-57
• 4.5 本章小结57-60
• 第五章 结论与展望60-64
• 5.1 结论60-61
• 5.2 建议61-64
• 参考文献64-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：808470