UHPC-RC复合梁抗剪性能塑性极限分析.pdf

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1、硕士学位论文UHPC-RC复合梁抗剪性能塑性极限分析SHEARCAPACITYOFUHPC-RCCOMPOSITEBEAMBASEDONPLASTICITYLIMITTHEORYMUHAMMADRIZWANSHAHID哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU375学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文UHPC-RC复合梁抗剪性能塑性极限分析硕士研究生：MUHAMMADRIZWANSHAHID导师：吴香国教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU375U.D.C.:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSHEARCAPACITYOFUHPC-RCCOMPOSITEBEAMBASEDONPLASTICITYLIMITTHEORYCandidate：MUHAMMADRIZWANSHAHIDSupervisor：Prof.WUXIANGGUOAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：CivilEng

3、ineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefense：June2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要超高性能纤维混凝土（UHPC）是一种先进的高性能混凝土，具有出色的力学性能和极高的耐久性。UHPC被用于新结构大约有二十年的历史。最近，将UHPC和普通混凝土相结合，即UHPC-RC复合结构构件是可持续结构工程中最具吸引力的应用方向之一。与普通强度混凝

4、土相比，UHPC增强了力学性能，特别是抗拉强度有了提升，因此可以生产出配有较少或不配抗剪钢筋的轻薄结构构件。为了实现UHPC材料的大规模生产和低成本高效益的使用，需要基于性能进行UHPC结构构件的设计和优化。UHPC构件的抗剪切能力显着地取决于UHPC的拉伸和开裂后行为。研究人员对UHPC梁的抗弯曲和剪切性能进行了大量实验研究，但实验结果并没有阐释出明确的力学机理。此外，目前已经进行了一定数量的实验和分析研究用以预测UHPC-RC叠合梁的剪切能力。本研究旨在开展基于混凝土塑性理论的UHPC和UHPC-RC叠合梁抗剪承载力理论研

5、究。在塑性理论和极限分析方法的框架下，提出了极限抗剪承载力预测理论模型，以UHPC作为永久模板预测UHPCI形和半预制UHPC-RC复合梁的极限抗剪承载力。在理论模型的构建中，以塑性理论和极限分析方法为基础，基于单纤维模型和UHPC材料的直拉强度，纳入了钢纤维的贡献。UHPC中的增强纤维作为被动增强材料可以起到与梁中常规抗剪钢筋相同的作用。一般而言，在没有箍筋的I形UHPC梁中由于腹板中产生裂纹而发生失效。在塑性理论上限法分析中，基于Mohr-Coulomb破坏准则，增强钢纤维被认为对UHPC的直拉强度和内摩擦角产生了影响。在

6、塑性理论下限定理和单拉压杆模型（STM）中，基体和钢纤维贡献均与AFGC推荐的相同。所提出的改进的极限抗剪承载力模型通过与文献中7项研究的实验结果对比进行了验证。所提出的改进的上下限直接拉压杆模型结果与实验数据表现出良好的一致性。所提出的模型可用于预测UHPC-RC复合结构和UHPC梁的极限承载能力。关键词：UHPC，抗剪强度，叠合梁，永久模板，塑性理论-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractUltraHigh-PerformanceFiberReinforcedConcrete(UHPC)isanadvanced

7、high-performanceconcretewithoutstandingmechanicalpropertiesandextremelyhighdurability.UHPCwasusedfornewmembersforalmosttwodecades.Recently,tocombineUHPCandnormalconcretei.e.UHPC-RCcompositestructuralmembersareoneoftheattractiveapplicationdirectioninsustainablestruct

8、uralengineering.EnhancedmechanicalpropertiesofUHPC,particularlyimprovedtensilestrength,leadtoproducelightweightthinstructuralcomponentswit