预制NSC构件的UHPC湿接缝受弯性能研究

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1、学校代号10532学号S150100167分类号U443.32密级公开硕士学位论文预制NSC构件的UHPC湿接缝受弯性能研究学位申请人姓名陈贝培养单位土木工程学院导师姓名及职称张阳副教授学科专业土木工程研究方向桥梁加固与检测新技术研究论文提交日期2018年5月24日学校代号：10532学号：S150100167密级：公开湖南大学硕士学位论文预制NSC构件的UHPC湿接缝受弯性能研究学位申请人姓名：陈贝导师姓名及职称：张阳副教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月24日论文答辩日期：2018年5月27日答辩委员会主

2、席：华旭刚教授TheResearchonFlexuralPerformanceofPrefabricatedNSCComponentswithUHPCWetJointsbyCHENBeiB.E.(Changshauniversityofscience&technology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUni

3、versitySupervisorAssociateProfessorZHANGYangMay,2018预制NSC构件的UHPC湿接缝受弯性能研究摘要预制拼装普通混凝土（NSC）构件凭借其技术成熟、施工快捷、经济性好等优势，已成为全世界应用较为广泛的一种工程结构形式。但大量工程实践证明，预制拼装普通混凝土结构中的NSC湿接缝容易发生开裂、漏水等病害，严重威胁着结构的安全使用和耐久性。得益于其优异的力学性能和较高的界面粘接强度，超高性能混凝土（UHPC）已经成为一种有前途的预制拼装NSC构件的现浇接缝新材料。本文主要研究目的是为了探讨不同接缝截面

4、型式（矩形截面、密配筋矩形截面、打孔矩形截面以及楔形截面、菱形截面等）的接缝板界面开裂强度、界面裂缝发生发展情况及破坏形态等抗弯性能。本文主要研究方法是开展预制NSC板现浇UHPC湿接缝的抗弯试验，且进行了界面抗弯性能的有限元数值分析。论文得出的关键结论如下：（1）UHPC湿接缝自身的抗弯拉强度明显高于预制NSC板，现浇UHPC与预制NSC之间具有较高的粘接强度。（2）矩形接缝板（J-R1）和密配筋矩形接缝板（J-R3）界面的开裂强度基本与预制NSC持平，打孔矩形接缝板（J-R2）、楔形接缝板（J-W）和菱形接缝板（J-D）的UHPC-NSC界

5、面开裂强度高于预制NSC完整板（M-N）约43.7%～96.2%。（3）从接缝试验板的破坏模式来看，除矩形接缝板（J-R1）在UHPC-NSC界面处破坏外，其余4种接缝试验板（J-R2、J-R3、J-W、J-D）均在预制NSC部位破坏；各接缝板的破坏荷载均持平或高于NSC完整板（M-N）。（4）矩形接缝板（J-R1）和菱形接缝板(J-D)的抗弯刚度略小于NSC完整板（M-N），其余接缝板的抗弯刚度基本上持平或大于NSC完整板（M-N）。（5）综合所有接缝试验模型各项性能，推荐采用打孔矩形接缝板（J-R2），密配筋矩形接缝板（J-R3），楔形接缝

6、板(J-W)和菱形接缝板(J-D)，不推荐采用矩形接缝板（J-R1）。（6）本文提出的有限元建模方法对于UHPC-NSC界面抗弯性能的分析具有较好的适用性，有限元分析结果与试验值吻合较好。高于5.33%的界面配筋率或高于3.27%的孔面积比能够基本保证UHPC-NSC界面的抗裂和抗弯性能优于预制NSC。打孔、楔形和菱形UHPC-NSC界面加密配筋形成组合界面后，其抗裂和抗弯性能提升明显，界面开裂荷载（Pcr）在原界面的基础上增加15.0%～33.5%。关键词：预制普通混凝土构件；普通混凝土湿接缝；超高性能混凝土；超高性能混凝土湿接缝；抗弯试验；

7、有限元数值分析II硕士学位论文AbstractWiththeadvantagesofmaturetechnology,fastconstructionandgoodeconomy,prefabricatednormalstrengthconcrete（NSC）componentshavebeenwidelyusedinengineeringstructuresallovertheworld.However,alargenumberofengineeringprojectshaveprovedthatthewetjointsofNSCinpref

8、abricatednormalstrengthconcretestructuresarepronetocrackandleakage,whichser