PVA纤维混凝土基本性能及在抗震节点中的应用研究
本文选题:框架节点 + PVA纤维混凝土 ; 参考:《湖北工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:节点是框架结构的重要部位,起着连接梁柱、传递分配内力和协调结构变形的重要作用,历次地震震害调查表明,钢筋混凝土框架类结构的破坏多集中在节点核心区及其附近区域,因节点失效引起的结构破坏一般难以修复。要使结构满足延性框架中的“强柱弱梁”抗震设计原则,则截面尺寸往往过大或箍筋配置较多,给施工带来较大麻烦,同时难以有效控制裂缝的产生。PVA(聚乙烯醇)纤维作为近年来应用于结构抗震关键部位的一种外掺纤维,越来越受到广泛关注。PVA纤维增强水泥基复合材料利用断裂力学和微观力学原理在纤维体积掺量约为2%的情况下获得3%以上的拉应变能力,具有优良的韧性、较好的非线性变形和显著的裂缝控制能力,可使传统水泥基材料的脆性破坏模式转变为韧性破坏模式。因此PVA纤维增强混凝土(PVA Fiber Reinforced Concrete,简称PFRC)的研究与应用必将为混凝土结构的控裂和性能改善提供新的解决方法。本文对PVA纤维混凝土的基本力学性能及其在抗震节点开展试验研究,主要研究内容如下:1.制作24个PVA纤维混凝土标准试块,进行基本力学性能试验。利用试验过程和结果描述纤维混凝土开裂过程,将其力学性能与普通混凝土进行对比分析。2.针对8个不同的PVA纤维混凝土局部增强框架节点试件和1个对比试件进行了低周往复加载试验,主要参数变化为节点核心区箍筋配箍率和试验轴压比,研究PVA纤维增强混凝土替代框架节点核心区抗剪箍筋的可行性。3.利用OpenSees有限元分析软件模拟PVA纤维混凝土局部增强框架节点的低周反复加载试验,研究此类节点的受力特点和破坏机理,计算了位移延性系数、刚度退化及粘滞阻尼系数。4.对PVA纤维混凝土局部增强框架抗震节点试件受剪模型进行简化,建立了节点核心区拉压杆模型,对比分析了试验值和数值模拟值,分析了其抗剪承载能力及其影响因素。5.在试验基础上利用有限元分析软件OpenSees模拟了不同柱梁弯矩系数条件下的PVA纤维混凝土局部增强框架节点的抗震性能,研究PVA纤维混凝土实现“强柱弱梁”要求的最佳柱梁弯矩比值。
[Abstract]:The joint is an important part of the frame structure, which plays an important role in connecting Liang Zhu, transferring and distributing internal forces and coordinating the deformation of the structure.The damage of reinforced concrete frame structures is mainly concentrated in the core area of joints and its vicinity, and the damage caused by failure of joints is usually difficult to repair.In order to make the structure meet the seismic design principle of "strong column and weak beam" in ductile frame, the cross section size is often too large or the stirrups are more, which brings more trouble to the construction.At the same time, it is difficult to control the crack effectively. PVA (polyvinyl alcohol) fiber is a kind of admixture fiber which has been used in the key parts of structural earthquake resistance in recent years.More and more attention has been paid to the tensile strain ability of PVA fiber reinforced cement matrix composites by using fracture mechanics and micromechanical principles under the condition of about 2% fiber volume, which has excellent toughness.The brittle failure mode of traditional cement-based materials can be transformed into a ductile failure mode because of its good nonlinear deformation and remarkable crack control ability.Therefore, the research and application of PVA fiber reinforced concrete Fiber Reinforced crete will provide a new solution for the crack control and performance improvement of concrete structures.In this paper, the basic mechanical properties of PVA fiber reinforced concrete and its application in seismic joints are studied. The main contents are as follows: 1.24 PVA fiber reinforced concrete standard test blocks were made and the basic mechanical properties were tested.The cracking process of fiber reinforced concrete (FRC) is described by means of experimental process and results. The mechanical properties of FRC are compared with that of ordinary concrete.The low cycle reciprocating loading tests were carried out for 8 different specimens of PVA fiber reinforced concrete locally reinforced frame joints and 1 contrast specimen. The main parameters were the ratio of stirrups in the core region of the joints and the axial compression ratio of the tests.This paper studies the feasibility of PVA fiber reinforced concrete instead of shear stirrups in the core zone of frame joints.OpenSees finite element analysis software is used to simulate the low cycle repeated loading test of PVA fiber reinforced concrete locally reinforced frame joints. The mechanical characteristics and failure mechanism of the joints are studied. The displacement ductility coefficient, stiffness degradation and viscous damping coefficient .4 are calculated.In this paper, the shear model of PVA fiber reinforced local reinforced seismic joint is simplified, and the tension and compression bar model in the core zone of the joint is established. The test value and numerical simulation value are compared and analyzed, and the shear bearing capacity and its influencing factors are analyzed.On the basis of the experiment, the seismic behavior of PVA fiber reinforced concrete partially reinforced frame joints under different moment coefficients of column beams is simulated by using finite element analysis software OpenSees.The optimum moment ratio of PVA fiber reinforced concrete for "strong column and weak beam" is studied.
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU37;TU352.11
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王胜年;钢纤维混凝土在码头道路和堆场铺面改造工程中的研究和应用[J];水运工程;2002年02期
2 蒙云,赖良俊,王信宗;纤维混凝土发展缓慢原因剖析及对策[J];河南科学;2002年06期
3 宣国芬;卞顺发;;钢纤维混凝土的配制方法[J];建筑工人;2002年05期
4 张红州,刘锋,李丽娟,陈应钦,范根育;纤维混凝土的研究与应用现状[J];新型建筑材料;2003年06期
5 王玉棠;掺加杜拉纤维混凝土抑制裂缝在工程中的应用[J];混凝土;2003年05期
6 邬晓薇;螺旋型系列钢纤维混凝土[J];建材工业信息;2003年01期
7 陈瑜,杨志刚,卢哲安;上下层布式钢纤维混凝土的抗折疲劳方程[J];武汉理工大学学报;2004年03期
8 ;会议信息:第十届全国纤维混凝土学术会议(2004年11月,上海)[J];土木工程学报;2004年05期
9 杨文科,韩民仓;关于我国当前纤维混凝土研究与使用中的问题和误区[J];混凝土;2004年07期
10 李明海,李宏平;层布式钢纤维混凝土在工程应用中的展望[J];国外建材科技;2004年05期
相关会议论文 前10条
1 周建红;廖武华;;纤维混凝土在电力工程中的应用[A];纤维混凝土的技术进展与工程应用——第十一届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2006年
2 邓兆会;;钢纤维混凝土的性能及其应用[A];河南省土木建筑学会2008年学术交流会论文集[C];2008年
3 宋二银;孙岩;戚劲松;;纤维混凝土的性能及应用[A];现代建设工程应用技术学术交流会论文集[C];2009年
4 程学会;石伏娅;;钢纤维混凝土的性能及其应用[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年
5 高坚新;;钢纤维混凝土板材轴拉实验方法的研究[A];纤维水泥与纤维混凝土——全国第四届学术会议论文集(二)[C];1992年
6 赵国藩;;序言[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年
7 高坚新;陆大坪;张洪良;;聚合物钢纤维混凝土的研究[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年
8 王玉棠;赵荣明;柳志强;于明;刘旭晨;;泵送杜拉纤维混凝土在工程中的应用[A];混凝土工程结构裂缝控制与混凝土新技术交流会论文集[C];1999年
9 杨志刚;黄达;陈应波;卢哲安;;上下层布式钢纤维混凝土疲劳方程研究[A];HPC2002第四届全国高性能混凝土学术研讨会论文集[C];2002年
10 姚立宁;张妃二;郭仁俊;黄金;陈湘新;;中空柔性纤维混凝土动力耗散研究[A];第二届全国土木工程用纤维增强复合材料(FRP)应用技术学术交流会论文集[C];2002年
相关重要报纸文章 前5条
1 本报记者 胡春明;纤维混凝土:为市政工程的耐久性助力[N];中国建设报;2009年
2 空军工程设计研究局 王璋水;纤维混凝土研究应用现状与前景(之二)[N];中国建材报;2007年
3 王建樊;纤维混凝土研究应用现状与前景(之一)[N];中国建材报;2007年
4 陈进周;纤维水泥与纤维混凝土会议召开[N];中国建设报;2002年
5 王颖;钢纤砼势头紧逼钢筋砼[N];建筑时报;2002年
相关博士学位论文 前9条
1 郭艳华;钢纤维混凝土增韧性能研究及韧性特征在地下结构计算中的应用[D];西南交通大学;2008年
2 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 洪雷;石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土智能性质研究[D];大连理工大学;2007年
4 程红强;纤维混凝土与老混凝土粘结性能试验研究[D];郑州大学;2007年
5 曹吉星;钢纤维混凝土的动态本构模型及其有限元方法[D];西南交通大学;2011年
6 范小春;层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D];武汉理工大学;2008年
7 邱继生;钢纤维混凝土密肋复合楼盖体系计算理论及受力机理研究[D];西安建筑科技大学;2011年
8 杨少伟;新型混凝土组合防护层的抗侵彻性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 吕雁;玻璃纤维混凝土弯曲疲劳性能及累积损伤研究[D];昆明理工大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 胡磊;钢纤维混凝土隧道衬砌结构的地震动力响应研究[D];西南交通大学;2015年
2 胡先坤;钢板—钢纤维混凝土检查井盖试验研究及有限元分析[D];青岛理工大学;2015年
3 江培情;混凝土/钢纤维混凝土双轴动态抗压性能研究[D];大连理工大学;2015年
4 黄业胜;纤维混凝土高温后力学性能与恢复[D];大连理工大学;2015年
5 王佳伟;单向钢纤维混凝土的抗冻性[D];河北工业大学;2015年
6 向超;硅灰和聚合物乳液对钢纤维混凝土的耐久性影响[D];重庆交通大学;2015年
7 费厚乾;磁化水钢纤维混凝土抗冲击及抗裂性能试验与分析[D];安徽理工大学;2016年
8 熊阳;PVA纤维混凝土的力学性能研究及有限元分析[D];湖北工业大学;2016年
9 文杨;木纤维混凝土抗压弯及吸声性能试验研究[D];湖北工业大学;2016年
10 陈明;PVA纤维混凝土框架结构延性性能分析[D];湖北工业大学;2016年
,本文编号:1765942
本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1765942.html