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PE-ECC构件试验研究与有限元分析

发布时间:2018-01-04 02:34

  本文关键词:PE-ECC构件试验研究与有限元分析 出处:《湖南大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: PE-ECC 短梁 ABAQUS 拉-压杆理论 剪力墙 MSC.MARC 分层壳


【摘要】:工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)是美国密歇根大学的Victor C.Li基于微观力学与断裂力学原理,经优化设计而提出的一种新型工程水泥基复合材料。本文在已有研究的基础上,将聚乙烯纤维增强水泥基复合材料(PE-ECC)应用于短梁及剪力墙构件中,以发挥其高抗裂能力、高抗压强度和高延性,以及抗拉应变硬化和多缝开裂特性。本文采用试验研究与有限元数值分析相结合的方法,对采用PE-ECC材料浇筑的短梁及底部塑性铰区采用高阻尼PE-ECC材料浇筑的剪力墙进行了分析研究,本文的主要研究内容如下:(1)运用ABAQUS程序及拉-压杆理论对PE-ECC短梁及C60级混凝土短梁进行抗剪承载力分析,结果表明:有限元分析及拉-压杆理论得到的承载力均与试验结果吻合良好;将PE-ECC材料应用于短梁,可以显著提高短梁的抗剪承载力,随着剪跨比的增大,短梁的抗剪承载力降低很快;随着配箍率的增大,当剪跨比较小时抗剪承载力增加较少,当剪跨比较大时抗剪承载力增加较多。(2)对部分高阻尼PE-ECC暗支撑剪力墙进行低周反复荷载试验,并与普通高阻尼混凝土暗支撑剪力墙对比,结果表明:部分高阻尼PE-ECC暗支撑剪力墙具有更高的开裂承载力、屈服承载力、峰值承载力,具有更高的耗能能力及后期刚度,在较高的轴压比下仍具有较高的延性。(3)运用MSC.MARC程序中的分层壳单元对剪力墙进行模拟分析,结果表明:模拟滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好;随着轴W'比的增大,剪力墙构件的承载力显著提高,但相应的延性下降也较快;暗柱纵筋配率的增大,可以有效提高剪力墙构件的承载能力,改善滞回环的捏拢效应,但延性有所降低;暗支撑配筋率的增加能提高剪力墙构件的承载能力但幅度较小,但能有效提高剪力墙构件的延性。
[Abstract]:Engineered cementitious composite (Engineered Cementitious Composite, ECC) is Victor C.Li of the University of Michigan micro mechanics and fracture mechanics based on the principle of a new type of Engineering cementitious composites by optimization design is put forward. Based on the previous research, the polyethylene fiber reinforced cement composite (PE-ECC) applied to the short beam and shear wall components, to exert the high crack resistance, high compressive strength and high ductility and tensile strain hardening and multiple cracking characteristics. Analysis method of combining experimental research and finite element in this paper, based on PE-ECC material pouring short beam and the bottom of the plastic hinge region of the wall of high damping PE-ECC pouring materials for analysis and research, the main research contents of this paper are as follows: (1) using the ABAQUS program and the strut theory of PE-ECC and C60 short beam concrete short beams Shear capacity analysis, the results show that the finite element analysis and the tension pressure rod theory carrying capacity are in good agreement with the test results obtained; PE-ECC materials used in the short beam, can significantly improve the shear capacity of short beams, with shear span ratio increases, the shear capacity decreases rapidly as the short beam; with the increasing of stirrup reinforcement ratio when shear span ratio is relatively small increase less shear capacity, when shear span ratio is high shear strength increased. (2) on the part of the high damping PE-ECC dark support shear wall under low cyclic loading tests, and the high damping concrete shear wall with concealed bracings contrast the results show that the high damping part, PE-ECC dark support shear wall has higher cracking load, yield capacity, ultimate bearing capacity, energy dissipation capacity and the later has a higher stiffness in high axial compression is still higher than the ductility. (3) the use of the MSC.MARC program Shell element analysis of shear wall, the results show that the simulated hysteretic curves and experimental hysteretic curves agree well with the axis; W'ratio increases, the bearing capacity of shear wall components increased significantly, but the corresponding ductility decreases faster; column longitudinal reinforcement ratio increases, can effectively improve the bearing capacity of shear the wall component, improve the hysteresis loop pinch effect, but the ductility decreases; concealed bracing reinforcement ratio can increase the bearing capacity of shear wall components but to a lesser extent, but can effectively improve the ductility of shear walls.

【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU528

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本文编号:1376673

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