配筋超高韧性水泥基复合材料梁弯曲性能分析

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1、硕士学位论文配筋超高韧性水泥基复合材料梁弯曲性能分析Analysisonflexuralperformanceofsteelreinforcedultrahightoughnesscementitiouscompositebeams学号：21106064完成日期：2Q!垒生§旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申

2、请学位或其他用途使用过的成果。与我一NT作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：配筋超高韧性水泥基复合材料梁弯曲性能分析作者签名：蠢盔丝一一一日期：—丝年—上月jL日大连理工大学硕士学位论文摘要与普通的混凝土相比，UHTCC具有优异的裂缝控制能力、耗厶匕NE,厶匕FJt",力和变形能力，这些特性使其在提高结构抗震性能和结构耐久性能的应用研究方面都有显著的优势。本文对钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁(即RUHTCC梁)的弯曲性能包括正截面承载力、弯曲变形、塑性转动及韧性进行了研究，

3、主要工作和结论如下：1．依据截面受压区应力等效矩形简化方法，给出了UHTCC材料双线性模型和非线性模型对应的应力等效参数6c和截面受压区高度等效参数口的计算公式，讨论它们的差异。与RUHTCC梁四点弯曲试验结果对比，确定了UHTCC材料非线性单轴受压模型在正截面承载力设计理论中使用的合理性。2．在RUHTCC梁正截面承载力分析中，引入受压区高度增大系数珂，量化计算了受拉钢筋和UHTCC从加载到受压区压溃破坏整个受力过程中的承载力贡献。研究UHTCC抗弯贡献与配筋率的关系，发现当p／,Ob>0．45时，可不计入UHTCC抗拉作用，梁正截面的极限承载力可仅由受拉

4、钢筋提供。否则，需同时考虑UHTCC和受拉钢筋的抗弯贡献。3．根据力的平衡原理，计算了RUHTCC梁在钢筋屈服时刻考虑UHTCC抗拉作用的截面惯性矩岛1和完全忽略UHTCC抗拉作用的截面惯性矩厶ro，研究了岛1和厶ro随配筋率的变化。发现，当pip它0．459时，可忽略截面受拉区UHTCC对惯性矩的贡献。否则，需考虑受拉区UHTCC对截面刚度的贡献。4．采用适用于传统钢筋混凝土梁的8种有效惯性矩表达式，计算了不同配筋率RUHTCC梁在各级荷载水平下的有效惯性矩值。与RUHTCC梁四点弯曲试验结果比较，发现考虑梁开裂区域长度影响的有效惯性矩表达式厶8最能反映R

5、UHTCC梁从受力到纵向钢筋屈服这一过程中的刚度变化。利用厶8表达式计算了RUHTCC梁在正常使用阶段的跨中挠度，与试验结果吻合较好。5．提出简化双线性伊6模型来表示RUHTCC梁的跨中挠度6与弯曲转角臼的关系，讨论了RUHTCC梁极限时刻的弹性转动能力和塑性转动能力。分析表明，随配筋率增大，塑性转动能力呈指数趋势降低，弹性转动能力表现出线性增加的趋势。当p／pb>O．35时，弹性转动能力高于塑性转动能力。为了充分发挥UHTCC的非线性变形能力以提供足够的延性，RUHTCC受弯构件在结构设计时必须满足一定的配筋率限值要求。6．基于简化双线性如6模型，提出了一

6、个新的衡量RUHTCC梁延性的无量纲参数PRC，研究了其配筋率的变化。发现，随配筋率的增加，PRC呈线性减小，RUHTCC梁的延性也逐渐减弱。关键词：RUHTCC梁：正截面承载力：有效惯性矩厶：塑性转动能力：配筋率配筋超高韧性水泥基复合材料梁弯曲性能分析AnalysisonflexuralperformanceofsteelreinforcedultrahightoughnesscementitiouscompositebeamsAbstractComparedtothetraditionalconcretematerials．UHTCCpossessesp

7、rominentcrack—controllcapacity，energyabsorptioncapacityandnonlineardeformationability，whichprovideagreatpotentialinthepracticalapplicationstoimprovetheseismicperformanceanddurabilityofthestructuralmembers．Investigationsofflexuralperformanceofsteelreinforeedultra—hightoughnesscement

8、itiouscompositebeams(abbre