压型钢板-ECC组合楼板受弯性能试验研究及分析

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1、分类号:TU310710-2014228018专业硕士学位论文压型钢板-ECC组合楼板受弯性能试验研究及分析王增保导师姓名职称白亮副教授专业学位类别申请学位级别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2017年6月6日论文答辩日期2017年6月9日学位授予单位长安大学ExperimentalStudyAndAnalysisOnMechanicalPropertiesOfECCCompositeSlabsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidat

2、e：WangZengbaoSupervisor：Prof.BaiLiangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要压型钢板-混凝土组合楼板作为一种新型的组合结构，能充分利用混凝土耐压、钢材耐拉的材料特性，与钢筋混凝土楼板相比，具有承载力高、刚度大、较好的抗震性能等优点，因此在我国多高层建筑中的应用日益广泛。工程纤维增强水泥基复合材料ECC（EngineeredCementitiousComposites，）是一种高韧性的延性混凝土，与普通混凝土相比，具有自重轻、良好的受拉应变-硬化

3、性能、与钢筋较强的协同变形能力、以及较强的延性性能等。ECC材料本身无粗骨料，又掺有纤维，当开裂后，水泥基体中的拉应力可通过桥联作用直接传递给未开裂部分，因此ECC材料具有典型的多缝开裂特性，相对于混凝土的开裂即坏，用ECC材料代替组合楼板中的普通混凝土，可以更加有效的发挥组合楼板性能。目前我国对普通组合楼板的受力性能研究较多，对压型钢板-ECC组合楼板的研究甚少。基于ECC材料的优良性能，本文选用工程常用的YX-76-344-688压型钢板，共制作了十块压型钢板-ECC组合楼板和两块普通混凝土组合楼板（

4、对比使用）足尺试件，采用两点加载的试验方法，对组合楼板受力性能及破坏机理进行研究。主要考虑剪跨、端部栓钉、横向剪力钢筋、压型钢板厚度以及组合楼板高度等因素对压型钢板-ECC组合楼板受力性能的影响，并对其在受力过程中的钢板应变和混凝土应变进行分析，对板端相对滑移、试件挠度进行测量。通过整理试验数据，对影响压型钢板-ECC组合楼板承载力及粘结性能的因素进行归纳分析。由于全塑性承载力公式是基于受拉区混凝土不参与工作的假设建立的，但ECC材料具有较好的受拉应变-硬化性能，需考虑受拉区ECC的作用，故推出了修正后的

5、压型钢板-ECC的正截面承载力公式。最后通过有限元建模分析，对比了受弯破坏试件的试验和有限元荷载-挠度曲线，结果比较吻合，验证了有限元建模方法的可行性，并在此基础上，对压型钢板-ECC组合楼板受弯性能进行变参数分析。关键词：压型钢板，ECC，组合楼板，受力性能，破坏机理，有限元iAbstractThesteeldeckconcretecompositeslabisanewtypeofcompositestructure.Itcanmakefulluseofthematerialscharacterwhic

6、hsteelisgoodattensionandconcreteisgoodatcompression.Comparedwithreinforcedconcreteslabs,ithashighbearingcapacity,highstiffness,goodseismicperformance.Becauseoftheaboveadvantages,itsapplicationinourcountryhighlayerbuildingsiswidely.Engineeringfiberreinforc

7、edcementcompositeECC(EngineeredCementitiousComposites)isakindofhightoughnessandductilityofconcrete.Comparedwithordinaryconcrete,ithastheadvantagesoflightweight,goodtensilestrainhardeningperformance,Strongabilitytocooperatewithsteeldeformation,andstrongduc

8、tilityetc..ECCmaterialitselfwithoutcoarseaggregate,andmixedwithfiber,sowhenaftercracking,thecementmatrixtensilestressthroughthebridgingeffectdirectlytotheuncrackedpart.Therefore,theECCmaterialhasthetypicalmultiseamc