HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁抗剪性能研究
发布时间：2022-12-05 06:21
活性粉末混凝土是上个世纪末法国Bouygues试验室研究发明的一种超高性能水泥基复合材料,具有超高的强度、韧性和耐久性。在设计配筋RPC构件时,为充分发挥RPC材料的性能,则需提高钢筋的力学性能加以匹配。HRB500级钢筋具有较高的强度,若将RPC与HRB500级钢筋结合在一起,充分发挥各自材料的特点,研究其共同工作的性能则具有很强的实际意义。本文通过模型试验、理论分析和计算模拟等方式,对分别考虑了剪跨比、钢纤维体积率、配箍率、配筋率以及纵筋强度等条件影响的14根HRB500级钢筋活性粉末混凝土（RPC）构件,进行抗剪性能研究,通过观察试验现象,分析试验数据,得出这些因素对开裂荷载、抗剪承载力与剪切延性的影响规律,并探讨RPC梁的抗剪工作机理和两种材料在抗剪方面共同工作的匹配性,同时研究其极限承载力的理论模型和推导适用于工程应用的计算公式,以及建立截面工作全过程的分析模型。主要研究成果如下:（1）设计制作包括不同剪跨比、钢纤维体积率、配箍率、配筋率以及纵筋强度等条件下的HRB500级钢筋RPC构件,进行抗剪试验,观察裂缝开展以及最终破坏形态等试验现象。结果发现:钢纤维的“桥接”作用可有...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 RPC国内外研究及应用现状
1.2.1 RPC材料性能的研究
1.2.2 RPC构件受力性能的研究
1.2.3 RPC的工程应用
1.2.4 HRB500级钢筋在RPC构件中的研究现状
1.3 钢筋混凝土梁抗剪理论的发展
1.3.1 桁架类理论
1.3.2 极限平衡理论与统计分析法
1.3.3 塑性理论
1.3.4 非线性有限元法
1.4 问题的提出与本文的主要研究内容
1.4.1 问题的提出
1.4.2 主要研究内容
第二章 材料的配制与力学性能
2.1 RPC的配制
2.1.1 RPC试验用原材料
2.1.2 RPC配合比与试块制作
2.2 RPC材料的力学性能
2.2.1 RPC抗压强度
2.2.2 RPC抗拉强度
2.2.3 RPC的弹性模量
2.2.4 钢纤维含量对RPC材料力学性能的影响
2.3 钢筋的力学性能
2.4 材料的本构关系
2.4.1 RPC的单轴受压应力应变关系
2.4.2 RPC的二轴破坏准则
2.4.3 钢筋的受拉应力应变关系
2.5 本章小结
第三章 RPC梁抗剪试验设计及现象
3.1 试验设计
3.1.1 试验梁的设计与制作
3.1.2 试验梁的加载与观测
3.2 试验现象
3.2.1 试验现象描述
3.2.2 裂缝分析
3.2.3 破坏形态分析
3.3 本章小结
第四章 RPC梁抗剪试验观测及机理分析
4.1 应变观测
4.1.1 RPC应变观测分析
4.1.2 钢筋应变观测分析
4.2 挠度观测
4.2.1 剪力-挠度曲线分析
4.2.2 剪切延性分析
4.3 荷载观测
4.4 机理分析
4.4.1 无腹筋梁弯剪承载力的影响因素
4.4.2 无腹筋梁弯剪承载力的计算模型
4.4.3 箍筋的作用
4.4.4 弯剪承载力的组成
4.5 本章小结
第五章 RPC梁抗剪承载力理论分析
5.1 基于塑性理论的抗剪承载力分析
5.1.1 概述
5.1.2 基本假定
5.1.3 塑性极限分析
5.1.4 理论值与实测值的比较
5.2 与现行规范公式的比较
5.2.1 中国规范
5.2.2 外国规范
5.2.3 与规范比较的总结
5.3 本章小结
第六章 基于MCFT的RPC梁抗剪分析
6.1 模型的建立
6.1.1 平衡方程和相容条件
6.1.2 本构关系
6.1.3 梁在纯剪作用下的受力分析
6.1.4 梁在纯弯作用下的受力分析
6.1.5 弯剪复合作用下的截面分析模型
6.1.6 无腹筋RPC梁计算模型
6.2 结果分析
6.2.1 剪力-箍筋平均应变曲线对比
6.2.2 剪力-RPC主拉应力变化分析
6.2.3 极限承载力分析
6.3 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论与讨论
7.1.1 结论
7.1.2 讨论
7.2 不足与展望
7.2.1 本文研究的不足之处
7.2.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]RPC-NC组合梁界面受力性能研究[J]. 季文玉,过民龙,李旺旺. 中国铁道科学. 2016(01)
[2]活性粉末混凝土研究进展[J]. 郑文忠,吕雪源. 建筑结构学报. 2015(10)
[3]高强钢筋超高性能混凝土梁的使用性能研究[J]. 邓宗才,肖锐,徐海宾,陈春生,陈兴伟. 哈尔滨工程大学学报. 2015(10)
[4]HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验研究[J]. 金凌志,何来,吴欣珂. 建筑结构. 2015(15)
[5]RPC剪力墙非线性分析及轴压比限值研究[J]. 童小龙,方志,罗肖,高吉瑛,李名强. 四川大学学报(工程科学版). 2015(04)
[6]预应力活性粉末混凝土箱梁抗剪性能试验研究[J]. 郑辉,方志,刘明. 土木工程学报. 2015(06)
[7]CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能[J]. 杨剑,方志. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[8]高强钢筋UHPC梁抗弯性能试验研究与理论分析[J]. 邓宗才,王义超,肖锐,兰明章,陈兴伟. 应用基础与工程科学学报. 2015(01)
[9]高性能注浆体与岩锚结合面粘结性能的试验研究[J]. 方志,张洪侨,张旷怡,贺绍华,涂兵. 铁道学报. 2014(12)
[10]高强钢筋活性粉未混凝土简支梁斜裂缝宽度试验研究[J]. 金凌志,何培,祁凯能,孙凌云. 武汉大学学报(工学版). 2014(05)
博士论文
[1]钢筋与活性粉末混凝土粘结性能的试验研究[D]. 贾方方.北京交通大学 2013
[2]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]活性粉末混凝土（RPC）受压应力—应变全曲线研究[D]. 吴有明.广州大学 2012
[2]活性粉末混凝土（RPC）二轴受压本构关系和破坏准则研究[D]. 王志建.北京交通大学 2008
[3]活性粉末混凝土受压应力应变全曲线的研究[D]. 谭彬.湖南大学 2007
[4]预应力RPC梁抗剪性能研究[D]. 陈彬.湖南大学 2007
[5]活性粉末混凝土（RPC200）单轴受压本构关系研究[D]. 马亚峰.北京交通大学 2006
[6]基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究[D]. 徐东坡.大连理工大学 2006
本文编号：3709858
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 RPC国内外研究及应用现状
1.2.1 RPC材料性能的研究
1.2.2 RPC构件受力性能的研究
1.2.3 RPC的工程应用
1.2.4 HRB500级钢筋在RPC构件中的研究现状
1.3 钢筋混凝土梁抗剪理论的发展
1.3.1 桁架类理论
1.3.2 极限平衡理论与统计分析法
1.3.3 塑性理论
1.3.4 非线性有限元法
1.4 问题的提出与本文的主要研究内容
1.4.1 问题的提出
1.4.2 主要研究内容
第二章 材料的配制与力学性能
2.1 RPC的配制
2.1.1 RPC试验用原材料
2.1.2 RPC配合比与试块制作
2.2 RPC材料的力学性能
2.2.1 RPC抗压强度
2.2.2 RPC抗拉强度
2.2.3 RPC的弹性模量
2.2.4 钢纤维含量对RPC材料力学性能的影响
2.3 钢筋的力学性能
2.4 材料的本构关系
2.4.1 RPC的单轴受压应力应变关系
2.4.2 RPC的二轴破坏准则
2.4.3 钢筋的受拉应力应变关系
2.5 本章小结
第三章 RPC梁抗剪试验设计及现象
3.1 试验设计
3.1.1 试验梁的设计与制作
3.1.2 试验梁的加载与观测
3.2 试验现象
3.2.1 试验现象描述
3.2.2 裂缝分析
3.2.3 破坏形态分析
3.3 本章小结
第四章 RPC梁抗剪试验观测及机理分析
4.1 应变观测
4.1.1 RPC应变观测分析
4.1.2 钢筋应变观测分析
4.2 挠度观测
4.2.1 剪力-挠度曲线分析
4.2.2 剪切延性分析
4.3 荷载观测
4.4 机理分析
4.4.1 无腹筋梁弯剪承载力的影响因素
4.4.2 无腹筋梁弯剪承载力的计算模型
4.4.3 箍筋的作用
4.4.4 弯剪承载力的组成
4.5 本章小结
第五章 RPC梁抗剪承载力理论分析
5.1 基于塑性理论的抗剪承载力分析
5.1.1 概述
5.1.2 基本假定
5.1.3 塑性极限分析
5.1.4 理论值与实测值的比较
5.2 与现行规范公式的比较
5.2.1 中国规范
5.2.2 外国规范
5.2.3 与规范比较的总结
5.3 本章小结
第六章 基于MCFT的RPC梁抗剪分析
6.1 模型的建立
6.1.1 平衡方程和相容条件
6.1.2 本构关系
6.1.3 梁在纯剪作用下的受力分析
6.1.4 梁在纯弯作用下的受力分析
6.1.5 弯剪复合作用下的截面分析模型
6.1.6 无腹筋RPC梁计算模型
6.2 结果分析
6.2.1 剪力-箍筋平均应变曲线对比
6.2.2 剪力-RPC主拉应力变化分析
6.2.3 极限承载力分析
6.3 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论与讨论
7.1.1 结论
7.1.2 讨论
7.2 不足与展望
7.2.1 本文研究的不足之处
7.2.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]RPC-NC组合梁界面受力性能研究[J]. 季文玉,过民龙,李旺旺. 中国铁道科学. 2016(01)
[2]活性粉末混凝土研究进展[J]. 郑文忠,吕雪源. 建筑结构学报. 2015(10)
[3]高强钢筋超高性能混凝土梁的使用性能研究[J]. 邓宗才,肖锐,徐海宾,陈春生,陈兴伟. 哈尔滨工程大学学报. 2015(10)
[4]HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验研究[J]. 金凌志,何来,吴欣珂. 建筑结构. 2015(15)
[5]RPC剪力墙非线性分析及轴压比限值研究[J]. 童小龙,方志,罗肖,高吉瑛,李名强. 四川大学学报(工程科学版). 2015(04)
[6]预应力活性粉末混凝土箱梁抗剪性能试验研究[J]. 郑辉,方志,刘明. 土木工程学报. 2015(06)
[7]CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能[J]. 杨剑,方志. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[8]高强钢筋UHPC梁抗弯性能试验研究与理论分析[J]. 邓宗才,王义超,肖锐,兰明章,陈兴伟. 应用基础与工程科学学报. 2015(01)
[9]高性能注浆体与岩锚结合面粘结性能的试验研究[J]. 方志,张洪侨,张旷怡,贺绍华,涂兵. 铁道学报. 2014(12)
[10]高强钢筋活性粉未混凝土简支梁斜裂缝宽度试验研究[J]. 金凌志,何培,祁凯能,孙凌云. 武汉大学学报(工学版). 2014(05)
博士论文
[1]钢筋与活性粉末混凝土粘结性能的试验研究[D]. 贾方方.北京交通大学 2013
[2]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]活性粉末混凝土（RPC）受压应力—应变全曲线研究[D]. 吴有明.广州大学 2012
[2]活性粉末混凝土（RPC）二轴受压本构关系和破坏准则研究[D]. 王志建.北京交通大学 2008
[3]活性粉末混凝土受压应力应变全曲线的研究[D]. 谭彬.湖南大学 2007
[4]预应力RPC梁抗剪性能研究[D]. 陈彬.湖南大学 2007
[5]活性粉末混凝土（RPC200）单轴受压本构关系研究[D]. 马亚峰.北京交通大学 2006
[6]基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究[D]. 徐东坡.大连理工大学 2006
本文编号：3709858
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