BFRP筋增强3D打印混凝士梁式构件力学性能研究
发布时间：2022-02-21 23:26
将3D打印技术应用于建筑工程领域是一种全新工程建造理念,目前在3D打印混凝土材料开发,工作性能和力学性能研究方面已取得较为系统的成果。但作为一种新型建造技术,3D打印工艺与传统混凝土配筋增强方式的兼容性研究尚且鲜有涉及。无论是传统混凝土还是3D打印混凝土,均有压强拉弱,脆性破坏的特征,难以独立建造结构。FRP筋是一种新型结构增强材料,其中玄武岩纤维筋（BFRP）取材天然,成本低廉,轻质高强,耐腐蚀,耐疲劳性能优异,有望与3D打印混凝土组合成为新型装配化混凝土结构,实现机械化智能建造。有鉴于打印挤出工艺导致3D打印混凝土空间各向异性,与传统混凝土受力性能迥异,本文在分析BFRP筋与3D打印混凝土协同工作性能基础上,对BFRP筋增强3D打印混凝土梁式构件力学性能进行了研究,主要开展了以下工作:（1）针对BFRP筋与3D打印混凝土的粘结性能,以BFRP筋表面形态,试件成型方式（3D打印和模板浇筑）为变量设计开展了 8组共24个试件的拉拔实验研究,分析了 BFRP筋与3D打印混凝土之间粘结性能和影响因素。研究表明:成型方式和BFRP筋的表面形态对粘结性能均有显著影响,模板浇筑成型的拉拔试件粘结...
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外3D打印混凝土发展现状
1.2.1 3D打印混凝土材料研究
1.2.2 建筑3D打印工艺研究
1.2.3 建筑3D打印配筋增强结构研究
1.2.4 建筑3D打印的不足与发展方向
1.3 国内外玄武岩纤维增强塑料筋研究现状
1.3.1 玄武岩纤维增强塑料筋的性能
1.3.2 玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能
1.3.3 玄武岩纤维筋混凝土梁抗弯性能
1.3.4 玄武岩纤维筋混凝土梁抗剪性能
1.4 本文主要研究内容
参考文献
第二章 BFRP筋与3D打印混凝土粘结性能试验研究
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 试件打印
2.2.3 实验方法
2.3. 实验结果与分析讨论
2.3.1 破坏模式
2.3.2 实验结果分析
2.3.3. 粘结滑移模型
2.4. 本章小结
参考文献
第三章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能试验研究
3.1 引言
3.2 试验方案
3.2.1 试验设计
3.2.2 试件制作
3.2.3 试件加载
3.2.4 测量内容及方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 破坏形态与过程
3.3.2 混凝土截面应变
3.3.3 BFRP筋应变
3.3.4 挠度-荷载曲线
3.3.5 裂缝分析
3.4 受弯承载能力计算
3.5 本章小结
参考文献
第四章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能数值模拟
4.1 引言
4.2 材料本构及单元类型
4.2.1 3D打印混凝土层间与条间缺陷分析
4.2.2 3D打印混凝土本构模型
4.2.3 单元类型
4.4 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能数值模拟
4.4.1 建立模型
4.4.2 施加约束及荷载
4.5 结果与分析
4.5.1 破坏模式
4.5.2 承载能力
4.5.3 荷载-挠度曲线
4.5.4 BFRP筋应变曲线
4.5.5 混凝土强度对承载能力影响
4.6 本章小结
参考文献
第五章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗剪性能试验研究
5.1 引言
5.2 抗剪梁实验方案
5.2.1 实验设计
5.2.2 试件制作
5.2.3 试件加载
5.2.4 测量内容和方法
5.3 实验结果与分析
5.3.1 实验结果与破坏形态
5.3.2 混凝土应变
5.3.3 箍筋应变
5.3.4 纵筋应变
5.3.5 荷载挠度曲线
5.3.6 抗剪承载能力分析及理论计算
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 本文主要结论
6.2 本文主要创新点
6.3 研究展望
作者简历
硕士期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维复合材料性能提升及其新型结构[J]. 吴智深,汪昕,史健喆. 工程力学. 2020(05)
[2]海水海砂混凝土内玄武岩纤维增强复材筋性能退化研究[J]. 陆中宇,李永超,谢建和. 工业建筑. 2019(09)
[3]玄武岩筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 范小春,周正荣. 混凝土. 2019(06)
[4]PVA纤维在3D打印混凝土中的应用研究[J]. 汪群,高超. 低温建筑技术. 2019(04)
[5]3D打印配筋砌体墙承载力试验研究[J]. 葛杰,白洁,杨燕,田伟. 建筑材料学报. 2020(02)
[6]3D打印结构柱偏压性能试验研究[J]. 葛杰,白洁,杨燕,田伟. 建筑材料学报. 2019(03)
[7]BFRP筋混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究[J]. 张志金,孙荣书,刘华新,李庆文,王学志. 硅酸盐通报. 2018(10)
[8]BFRP筋与钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 孔祥清,于洋,邢丽丽,韩飞,刘华新. 玻璃钢/复合材料. 2018(08)
[9]快硬早强混凝土3D打印施工方法及应用[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,张楠,李国友,戢文占,王宝华. 混凝土. 2018(07)
[10]3D打印水泥基材料工作性分析与表征[J]. 刘致远,王振地,王玲,赵霞. 低温建筑技术. 2018(06)
博士论文
[1]BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯性能研究[D]. 程晟钊.郑州大学 2018
[2]FRP格栅增强ECC复合加固混凝土梁试验与计算方法研究[D]. 郑宇宙.东南大学 2018
[3]BFRP-混凝土结构理论与试验研究[D]. 霍宝荣.辽宁工程技术大学 2011
[4]FRP筋力学性能及其混凝土梁受弯性能研究[D]. 徐新生.天津大学 2007
硕士论文
[1]基于3D打印的磁定向钢纤维增强水泥基复合材料制备及梁的力学性能研究[D]. 金晓菁.北京工业大学 2019
[2]3D打印混凝土拱桥结构关键技术研究[D]. 汪群.浙江大学 2019
[3]FRP筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 王洋.哈尔滨工业大学 2018
[4]玄武岩纤维筋与混凝土粘结性能研究[D]. 周柯弟.西南科技大学 2018
[5]BFRP筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究[D]. 周正荣.武汉理工大学 2018
[6]BFRP筋再生混凝土深梁抗剪性能理论分析与数值模拟[D]. 韩定杰.辽宁工业大学 2018
[7]GFRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究[D]. 李文龙.安徽工业大学 2017
[8]FRP筋—玄武岩纤维混凝土梁抗剪性能研究[D]. 敖士楷.哈尔滨工程大学 2017
[9]玄武岩筋混凝土梁受弯性能试验研究[D]. 朱绍铁.西南科技大学 2016
[10]BFRP筋海砂混凝土梁受剪性能试验研究[D]. 李树旺.广东工业大学 2014
本文编号：3638225
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外3D打印混凝土发展现状
1.2.1 3D打印混凝土材料研究
1.2.2 建筑3D打印工艺研究
1.2.3 建筑3D打印配筋增强结构研究
1.2.4 建筑3D打印的不足与发展方向
1.3 国内外玄武岩纤维增强塑料筋研究现状
1.3.1 玄武岩纤维增强塑料筋的性能
1.3.2 玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能
1.3.3 玄武岩纤维筋混凝土梁抗弯性能
1.3.4 玄武岩纤维筋混凝土梁抗剪性能
1.4 本文主要研究内容
参考文献
第二章 BFRP筋与3D打印混凝土粘结性能试验研究
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 试件打印
2.2.3 实验方法
2.3. 实验结果与分析讨论
2.3.1 破坏模式
2.3.2 实验结果分析
2.3.3. 粘结滑移模型
2.4. 本章小结
参考文献
第三章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能试验研究
3.1 引言
3.2 试验方案
3.2.1 试验设计
3.2.2 试件制作
3.2.3 试件加载
3.2.4 测量内容及方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 破坏形态与过程
3.3.2 混凝土截面应变
3.3.3 BFRP筋应变
3.3.4 挠度-荷载曲线
3.3.5 裂缝分析
3.4 受弯承载能力计算
3.5 本章小结
参考文献
第四章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能数值模拟
4.1 引言
4.2 材料本构及单元类型
4.2.1 3D打印混凝土层间与条间缺陷分析
4.2.2 3D打印混凝土本构模型
4.2.3 单元类型
4.4 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗弯性能数值模拟
4.4.1 建立模型
4.4.2 施加约束及荷载
4.5 结果与分析
4.5.1 破坏模式
4.5.2 承载能力
4.5.3 荷载-挠度曲线
4.5.4 BFRP筋应变曲线
4.5.5 混凝土强度对承载能力影响
4.6 本章小结
参考文献
第五章 BFRP筋增强3D打印混凝土梁抗剪性能试验研究
5.1 引言
5.2 抗剪梁实验方案
5.2.1 实验设计
5.2.2 试件制作
5.2.3 试件加载
5.2.4 测量内容和方法
5.3 实验结果与分析
5.3.1 实验结果与破坏形态
5.3.2 混凝土应变
5.3.3 箍筋应变
5.3.4 纵筋应变
5.3.5 荷载挠度曲线
5.3.6 抗剪承载能力分析及理论计算
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 本文主要结论
6.2 本文主要创新点
6.3 研究展望
作者简历
硕士期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维复合材料性能提升及其新型结构[J]. 吴智深,汪昕,史健喆. 工程力学. 2020(05)
[2]海水海砂混凝土内玄武岩纤维增强复材筋性能退化研究[J]. 陆中宇,李永超,谢建和. 工业建筑. 2019(09)
[3]玄武岩筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 范小春,周正荣. 混凝土. 2019(06)
[4]PVA纤维在3D打印混凝土中的应用研究[J]. 汪群,高超. 低温建筑技术. 2019(04)
[5]3D打印配筋砌体墙承载力试验研究[J]. 葛杰,白洁,杨燕,田伟. 建筑材料学报. 2020(02)
[6]3D打印结构柱偏压性能试验研究[J]. 葛杰,白洁,杨燕,田伟. 建筑材料学报. 2019(03)
[7]BFRP筋混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究[J]. 张志金,孙荣书,刘华新,李庆文,王学志. 硅酸盐通报. 2018(10)
[8]BFRP筋与钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 孔祥清,于洋,邢丽丽,韩飞,刘华新. 玻璃钢/复合材料. 2018(08)
[9]快硬早强混凝土3D打印施工方法及应用[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,张楠,李国友,戢文占,王宝华. 混凝土. 2018(07)
[10]3D打印水泥基材料工作性分析与表征[J]. 刘致远,王振地,王玲,赵霞. 低温建筑技术. 2018(06)
博士论文
[1]BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯性能研究[D]. 程晟钊.郑州大学 2018
[2]FRP格栅增强ECC复合加固混凝土梁试验与计算方法研究[D]. 郑宇宙.东南大学 2018
[3]BFRP-混凝土结构理论与试验研究[D]. 霍宝荣.辽宁工程技术大学 2011
[4]FRP筋力学性能及其混凝土梁受弯性能研究[D]. 徐新生.天津大学 2007
硕士论文
[1]基于3D打印的磁定向钢纤维增强水泥基复合材料制备及梁的力学性能研究[D]. 金晓菁.北京工业大学 2019
[2]3D打印混凝土拱桥结构关键技术研究[D]. 汪群.浙江大学 2019
[3]FRP筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 王洋.哈尔滨工业大学 2018
[4]玄武岩纤维筋与混凝土粘结性能研究[D]. 周柯弟.西南科技大学 2018
[5]BFRP筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究[D]. 周正荣.武汉理工大学 2018
[6]BFRP筋再生混凝土深梁抗剪性能理论分析与数值模拟[D]. 韩定杰.辽宁工业大学 2018
[7]GFRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究[D]. 李文龙.安徽工业大学 2017
[8]FRP筋—玄武岩纤维混凝土梁抗剪性能研究[D]. 敖士楷.哈尔滨工程大学 2017
[9]玄武岩筋混凝土梁受弯性能试验研究[D]. 朱绍铁.西南科技大学 2016
[10]BFRP筋海砂混凝土梁受剪性能试验研究[D]. 李树旺.广东工业大学 2014
本文编号：3638225
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3638225.html
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