超高韌性水泥基復(fù)合材料應(yīng)用于RC梁的抗剪性能研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文超高韌性水泥基復(fù)合材料應(yīng)用于超高韌性水泥基復(fù)合材料應(yīng)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(xué)科、專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程學(xué)號(hào)：21406061指導(dǎo)教師：張秀芳副教授完成日期：2017年5月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnol

2、ogy大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要超高韌性水泥基復(fù)合材料（UHTCC）以其多重細(xì)密穩(wěn)態(tài)開裂模式在宏觀上展現(xiàn)出拉應(yīng)變硬化特征，具有優(yōu)異的裂縫控制能力，延性好，韌性強(qiáng)，有良好的應(yīng)用前景，尤其是在對(duì)限裂控裂要求較高的修復(fù)加固工程或?qū)拐鹧有砸筝^高的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位或關(guān)鍵構(gòu)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(fù)合梁的剪切性能，為UHTCC在維修加固中的應(yīng)用提供參考；第二部分采用UH

3、TCC全部代替混凝土，重點(diǎn)研究梁高對(duì)配筋UHTCC梁剪切性能的影響，以補(bǔ)充現(xiàn)有試驗(yàn)資料；第三部分建立配筋UHTCC梁抗剪承載力公式，為抗剪設(shè)計(jì)理論提供參考。具體研究工作及結(jié)論如下：（1）開展配箍率和UHTCC層厚度對(duì)UHTCCRC復(fù)合梁剪切性能影響的試驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)合梁中配置箍筋能夠提高最大剪切強(qiáng)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(fù)合梁的脆性斜拉粘結(jié)破壞轉(zhuǎn)換為延性較好的剪壓破壞。同時(shí)，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(jié)措施確保界面的良好粘結(jié)。此外，當(dāng)UHTCC層厚度設(shè)計(jì)為1.5倍混凝土保護(hù)層厚度時(shí)，UHTCCRC復(fù)合梁有著最大的剪切強(qiáng)度、富余抗剪強(qiáng)度及延性，同時(shí)彎曲裂縫和斜裂縫寬度均得以良好的控制，因此UHTCCRC復(fù)合梁中UHTCC的最佳厚度宜取1.5倍混凝土保護(hù)層厚度。（2）采用跨中集中加載形式對(duì)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(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：1）有腹筋RUHTCC梁的名義極限剪切強(qiáng)度隨梁高增加而降低，呈現(xiàn)出線性遞減趨勢(shì)，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(duì)應(yīng)的無量綱剪切應(yīng)力隨梁高增加而降低，但斜裂縫寬度小于0.13mm時(shí)，上述現(xiàn)象不太明顯；加入接近最小配箍率的箍筋后，試驗(yàn)梁相同斜裂縫寬度對(duì)應(yīng)的無量綱剪切應(yīng)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(shí)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(shì)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(qiáng)度，但對(duì)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(chǎng)理論分別給出了適用于RUHTCC梁斜截面抗剪承載力計(jì)算的解析式，估算了所收集的67根配筋UHTCC試驗(yàn)梁的抗剪承載力，與試驗(yàn)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(duì)UHTCC開裂后抗拉性能對(duì)梁抗剪