R-ECC柱和ECC-RC組合柱力學(xué)性能和抗震性能試驗(yàn)和理論研究.pdf

1、ECC是一種具有應(yīng)變硬化和多裂縫開(kāi)展機(jī)制的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。在纖維體積摻量為2％時(shí)，其極限拉應(yīng)變即可達(dá)到3％以上，極限破壞之前裂縫寬度能夠有效的控制在100μm以下，其與鋼筋具有良好的變形協(xié)調(diào)能力，將其應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中，能顯著提高結(jié)構(gòu)的耐久性和延性等。由于ECC材料的價(jià)格相對(duì)較高，將RC柱中受力較大區(qū)域的混凝土替換成ECC，得到ECC/RC組合柱，可以提高組合柱的性價(jià)比。本文對(duì)ECC/RC組合柱的力學(xué)性能和抗震性能進(jìn)行了理論、試驗(yàn)

2、以及數(shù)值模擬三個(gè)方面的研究。
　　(1)基于平截面假定和簡(jiǎn)化的材料本構(gòu)模型，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理論，提出鋼筋增強(qiáng)ECC柱正截面承載力計(jì)算公式，并結(jié)合試驗(yàn)測(cè)得的材料本構(gòu)參數(shù)，繪制出Nu-Mu曲線。
　　(2)基于ATENA軟件對(duì)組合柱壓彎性能進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，使用ECC材料替換RC柱的混凝土，能夠有效控制柱在受力過(guò)程中的裂縫寬度，提高柱的延性和耐久性;通過(guò)對(duì)ECC高度、軸壓比和配箍率三個(gè)參數(shù)的分析發(fā)現(xiàn):EC

3、C高度在1.2h（h為截面高度）左右的組合柱即可到達(dá)全ECC柱的性能效果;軸壓比的增大不利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震，當(dāng)軸壓比成比例增加時(shí)，極限位移呈更大比例的下降;當(dāng)配箍率為0.668％時(shí)，組合柱荷載發(fā)生突降的位移是RC柱突降點(diǎn)位移的1.2倍，表明ECC材料具有較高的抗剪能力，可以部分替代箍筋的作用，可為施工等方面帶來(lái)一定的便捷。
　　(3)本文采用基體材料、軸壓比、剪跨比以及配箍率四個(gè)為控制參數(shù)，設(shè)計(jì)了12個(gè)柱試件，通過(guò)低周反復(fù)加載試驗(yàn)

4、研究其抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，短柱中除RC短柱發(fā)生剪切破壞外，其余各試件均發(fā)生彎曲破壞，ECC/RC組合柱、ECC柱滯回曲線更加飽滿，具有更好的延性和耗能能力。長(zhǎng)柱均發(fā)生彎曲破壞，且ECC/RC組合柱、ECC柱具有更大的延性和耗能能力;另外，軸壓比越大，試件抗震性能越差。
　　(4)基于MARC有限元軟件，對(duì)組合柱的抗震性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬得到的滯回曲線與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合。進(jìn)而分析了ECC高度、軸壓比和配箍率三個(gè)參數(shù)對(duì)ECC/