大尺寸高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能研究
发布时间：2023-05-24 23:56
高强轻骨料混凝土深受弯构件剪切破坏机理复杂,脆性特征突出,受尺寸效应影响显著,且对其服役阶段受力性能研究较少,是否与尺寸效应相关有待明确,因此,开展大尺寸高强轻骨料混凝土深受弯构件的受剪性能研究,为实际工程提供适用的剪切计算模型与可靠的设计方法,建立合理的服役性能评价体系,对于推广该类混凝土工程应用和解决混凝土基本理论的剪切问题具有重要的理论意义和实际价值。本文完成了15根大尺寸高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪试验研究,深入研究该类构件的服役性能与受剪承载力,重点分析尺寸效应作用机理,主要研究内容包括:1.采用高强页岩陶粒配制了LC40LC60级高强轻骨料混凝土,探究其宏观力学性能,重点对弹性模量和单轴受压应力-应变曲线进行分析,提出计算模型,明确该类材料的力学特性,结合基于断裂力学的Ba?ant尺寸效应律,建立了不同形状、尺寸轻骨料混凝土抗压强度换算关系,为后续研究铺垫理论基础。2.完成15根梁高为500mm1400mm的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验,重点分析了不同剪跨比、截面高度和加载板宽度对深受弯构件受剪承载力的影响,观察了试件...
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与选题意义
1.2 轻骨料混凝土研究和应用概况
1.2.1 轻骨料混凝土特点
1.2.2 轻骨料混凝土应用现状
1.3 深受弯构件受剪性能研究进展
1.3.1 普通混凝土深受弯构件受剪性能研究
1.3.2 轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能研究
1.4 深受弯构件尺寸效应研究进展
1.4.1 概述
1.4.2 尺寸效应研究方法
1.4.3 深受弯构件受剪尺寸效应作用机理
1.4.4 普通混凝土深受弯构件受剪尺寸效应
1.4.5 轻骨料混凝土深受弯构件受剪尺寸效应
1.5 本文主要研究内容及目标
第二章 高强轻骨料混凝土力学性能与强度尺寸效应律研究
2.1 配合比设计
2.1.1 原材料
2.1.2 配合比设计
2.2 弹性模量
2.2.1 试验概况
2.2.2 试验结果
2.2.3 模型化分析
2.3 单轴受压应力-应变曲线研究
2.3.1 试验概况
2.3.2 试验现象与试验结果
2.3.3 结果分析
2.3.4 本构模型研究
2.4 轻骨料混凝土抗压强度尺寸效应律
2.4.1 尺寸效应律表达式
2.4.2 不同尺寸抗压强度换算关系对比
2.5 本章小结
第三章 高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究
3.1 试验概况
3.1.1 试件设计
3.1.2 试件制作
3.1.3 材料性能
3.1.4 加载制度
3.1.5 量测方案
3.2 试验现象及破坏模式
3.2.1 试验现象
3.2.2 典型试件破坏过程
3.2.3 裂缝形态与破坏模式
3.3 试验结果分析
3.3.1 特征荷载
3.3.2 荷载-挠度曲线
3.3.3 斜裂缝宽度
3.3.4 钢筋应变
3.3.5 影响因素分析
3.4 尺寸效应分析
3.5 本章小结
第四章 轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段服役性能研究
4.1 斜向开裂荷载
4.1.1 普通混凝土深受弯构件
4.1.2 轻骨料混凝土深受弯构件
4.2 轻骨料混凝土深受弯构件斜裂缝发展趋势
4.2.1 研究概况
4.2.2 裂缝发展
4.3 尺寸效应对正常使用阶段工作性能的影响
4.3.1 尺寸效应对服役阶段荷载的影响
4.3.2 尺寸效应对裂缝宽度的影响
4.4 基于宏观认识的裂缝宽度-荷载水平关系
4.4.1 普通混凝土深受弯构件裂缝宽度-荷载水平关系
4.4.2 轻骨料混凝土深受弯构件裂缝宽度-荷载水平关系
4.5 基于规范的深受弯构件正常使用阶段斜裂缝宽度限值分析
4.5.1 我国规范
4.5.2 美国ACI318规范
4.6 正常使用阶段服役性能评价
4.7 本章小结
第五章 考虑尺寸效应的轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析
5.1 尺寸效应影响因素
5.2 基于MCFT的轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析
5.2.1 MCFT理论简介
5.2.2 MCFT模型简化
5.2.3 计算过程
5.2.4 MCFT在深受弯构件中的应用
5.2.5 MCFT截面分层分析法
5.2.6 MCFT计算结果
5.3 修正拉压杆模型
5.3.1 Tan-Tang模型
5.3.2 Tan-Cheng模型
5.3.3 模型计算结果
5.4 基于断裂力学的能量释放模型
5.4.1 模型建立
5.4.2 模型简化与验证
5.4.3 考虑轻骨料混凝土的模型修正
5.4.4 基于能量损失平衡的轻骨料混凝土深受弯构件受剪分析
5.5 模型计算结果对比分析
5.6 本章小结
第六章 轻骨料混凝土深受弯构件受剪设计方法
6.1 我国规范设计方法
6.1.1 设计方法简介
6.1.2 考虑尺寸效应的设计方法修正
6.2 拉压杆模型设计方法
6.2.1 美国ACI318-14规范设计方法简介
6.2.2 简化的拉压杆模型设计方法
6.2.3 设计实例对比
6.3 其他建议
6.4 本章小结
结论与展望
7.1 本文工作的总结
7.2 进一步工作的设想
参考文献
附录A 试件截面配筋信息
附录B 各组试件破坏形态
附录C 试件纵筋应变分布
附录D 试件腹筋应变
附录E 特征阶段试件裂缝发展形态
附录F 作者攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3822535
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与选题意义
1.2 轻骨料混凝土研究和应用概况
1.2.1 轻骨料混凝土特点
1.2.2 轻骨料混凝土应用现状
1.3 深受弯构件受剪性能研究进展
1.3.1 普通混凝土深受弯构件受剪性能研究
1.3.2 轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能研究
1.4 深受弯构件尺寸效应研究进展
1.4.1 概述
1.4.2 尺寸效应研究方法
1.4.3 深受弯构件受剪尺寸效应作用机理
1.4.4 普通混凝土深受弯构件受剪尺寸效应
1.4.5 轻骨料混凝土深受弯构件受剪尺寸效应
1.5 本文主要研究内容及目标
第二章 高强轻骨料混凝土力学性能与强度尺寸效应律研究
2.1 配合比设计
2.1.1 原材料
2.1.2 配合比设计
2.2 弹性模量
2.2.1 试验概况
2.2.2 试验结果
2.2.3 模型化分析
2.3 单轴受压应力-应变曲线研究
2.3.1 试验概况
2.3.2 试验现象与试验结果
2.3.3 结果分析
2.3.4 本构模型研究
2.4 轻骨料混凝土抗压强度尺寸效应律
2.4.1 尺寸效应律表达式
2.4.2 不同尺寸抗压强度换算关系对比
2.5 本章小结
第三章 高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究
3.1 试验概况
3.1.1 试件设计
3.1.2 试件制作
3.1.3 材料性能
3.1.4 加载制度
3.1.5 量测方案
3.2 试验现象及破坏模式
3.2.1 试验现象
3.2.2 典型试件破坏过程
3.2.3 裂缝形态与破坏模式
3.3 试验结果分析
3.3.1 特征荷载
3.3.2 荷载-挠度曲线
3.3.3 斜裂缝宽度
3.3.4 钢筋应变
3.3.5 影响因素分析
3.4 尺寸效应分析
3.5 本章小结
第四章 轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段服役性能研究
4.1 斜向开裂荷载
4.1.1 普通混凝土深受弯构件
4.1.2 轻骨料混凝土深受弯构件
4.2 轻骨料混凝土深受弯构件斜裂缝发展趋势
4.2.1 研究概况
4.2.2 裂缝发展
4.3 尺寸效应对正常使用阶段工作性能的影响
4.3.1 尺寸效应对服役阶段荷载的影响
4.3.2 尺寸效应对裂缝宽度的影响
4.4 基于宏观认识的裂缝宽度-荷载水平关系
4.4.1 普通混凝土深受弯构件裂缝宽度-荷载水平关系
4.4.2 轻骨料混凝土深受弯构件裂缝宽度-荷载水平关系
4.5 基于规范的深受弯构件正常使用阶段斜裂缝宽度限值分析
4.5.1 我国规范
4.5.2 美国ACI318规范
4.6 正常使用阶段服役性能评价
4.7 本章小结
第五章 考虑尺寸效应的轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析
5.1 尺寸效应影响因素
5.2 基于MCFT的轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析
5.2.1 MCFT理论简介
5.2.2 MCFT模型简化
5.2.3 计算过程
5.2.4 MCFT在深受弯构件中的应用
5.2.5 MCFT截面分层分析法
5.2.6 MCFT计算结果
5.3 修正拉压杆模型
5.3.1 Tan-Tang模型
5.3.2 Tan-Cheng模型
5.3.3 模型计算结果
5.4 基于断裂力学的能量释放模型
5.4.1 模型建立
5.4.2 模型简化与验证
5.4.3 考虑轻骨料混凝土的模型修正
5.4.4 基于能量损失平衡的轻骨料混凝土深受弯构件受剪分析
5.5 模型计算结果对比分析
5.6 本章小结
第六章 轻骨料混凝土深受弯构件受剪设计方法
6.1 我国规范设计方法
6.1.1 设计方法简介
6.1.2 考虑尺寸效应的设计方法修正
6.2 拉压杆模型设计方法
6.2.1 美国ACI318-14规范设计方法简介
6.2.2 简化的拉压杆模型设计方法
6.2.3 设计实例对比
6.3 其他建议
6.4 本章小结
结论与展望
7.1 本文工作的总结
7.2 进一步工作的设想
参考文献
附录A 试件截面配筋信息
附录B 各组试件破坏形态
附录C 试件纵筋应变分布
附录D 试件腹筋应变
附录E 特征阶段试件裂缝发展形态
附录F 作者攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3822535
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