超高韌性水泥基復合材料應用于RC梁的抗剪性能研究.pdf

1、碩士學位論文超高韌性水泥基復合材料應用于超高韌性水泥基復合材料應用于RCRC梁的抗剪梁的抗剪性能研究性能研究InvestigationonshearbehaviofultrahightoughnesscementitiouscompositesappliedinRCbeam作者姓名：郭少鵬學科、專業(yè)：結構工程學號：21406061指導教師：張秀芳副教授完成日期：2017年5月大連理工大學DalianUniversityofTechnol

2、ogy大連理工大學碩士學位論文I摘要超高韌性水泥基復合材料（UHTCC）以其多重細密穩(wěn)態(tài)開裂模式在宏觀上展現(xiàn)出拉應變硬化特征，具有優(yōu)異的裂縫控制能力，延性好，韌性強，有良好的應用前景，尤其是在對限裂控裂要求較高的修復加固工程或對抗震延性要求較高的結構關鍵部位或關鍵構件中。為此，本文研究工作分三部分內(nèi)容：第一部分采用UHTCC代替受拉區(qū)部分混凝土，研究UHTCCRC復合梁的剪切性能，為UHTCC在維修加固中的應用提供參考；第二部分采用UH

3、TCC全部代替混凝土，重點研究梁高對配筋UHTCC梁剪切性能的影響，以補充現(xiàn)有試驗資料；第三部分建立配筋UHTCC梁抗剪承載力公式，為抗剪設計理論提供參考。具體研究工作及結論如下：（1）開展配箍率和UHTCC層厚度對UHTCCRC復合梁剪切性能影響的試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)：復合梁中配置箍筋能夠提高最大剪切強度，具有高的開裂后延性，即使加入接近最小配箍率的箍筋，也能將無腹筋復合梁的脆性斜拉粘結破壞轉換為延性較好的剪壓破壞。同時，箍筋的配置可有

4、效延遲界面脫粘的發(fā)生和減輕界面脫粘的程度，但仍需采取其他的界面粘結措施確保界面的良好粘結。此外，當UHTCC層厚度設計為1.5倍混凝土保護層厚度時，UHTCCRC復合梁有著最大的剪切強度、富余抗剪強度及延性，同時彎曲裂縫和斜裂縫寬度均得以良好的控制，因此UHTCCRC復合梁中UHTCC的最佳厚度宜取1.5倍混凝土保護層厚度。（2）采用跨中集中加載形式對梁高在120mm~240mm范圍的無腹筋RUHTCC梁和有腹筋RUHTCC梁的剪切性能

5、進行試驗研究。結果表明：1）有腹筋RUHTCC梁的名義極限剪切強度隨梁高增加而降低，呈現(xiàn)出線性遞減趨勢，且下降的幅度高于無腹筋RUHTCC梁；2）無腹筋RUHTCC梁在斜裂縫寬度大于0.13mm后，相同斜裂縫寬度對應的無量綱剪切應力隨梁高增加而降低，但斜裂縫寬度小于0.13mm時，上述現(xiàn)象不太明顯；加入接近最小配箍率的箍筋后，試驗梁相同斜裂縫寬度對應的無量綱剪切應力均隨梁高增加而降低，而采用較高配箍率后，在斜裂縫寬度大于0.33mm時才

6、出現(xiàn)上述現(xiàn)象；3）無腹筋RUHTCC梁的無量綱變形能隨梁高增加而減小，且趨勢較有腹筋RUHTCC梁明顯；4）大尺寸無腹筋RUHTCC梁有著低的名義剪切初裂強度，但對有腹筋RUHTCC梁尺寸影響很小。（3）基于桁架拱模型和修正壓力場理論分別給出了適用于RUHTCC梁斜截面抗剪承載力計算的解析式，估算了所收集的67根配筋UHTCC試驗梁的抗剪承載力，與試驗值吻合良好。此外，采用桁架拱模型討論了剪跨比和配箍率對UHTCC開裂后抗拉性能對梁抗剪