活性粉末混凝土和光圆钢筋的粘结滑移研究

论文摘要

本文分析探讨了钢筋和RPC之间的粘结滑移机理,参考现有的钢筋混凝土结构的非线性有限元分析方法和原理,目的是对配有光圆钢筋的活性粉末混凝土简支梁进行粘结滑移研究,最终形成一套配筋简支梁有限元分析的建模、计算和分析方法。首先阐述钢筋混凝土粘结滑移的基本概念,探讨粘结滑移的基本机理,介绍粘结滑移的实验方法,阐述粘结滑移的基本方程,阐述粘结滑移有限元研究发展,然后重点介绍光圆钢筋RPC的粘结滑移试验研究和试验结论。其次对钢筋混凝土结构的非线性有限元分析方法和原理进行了详尽的介绍。并通过光圆钢筋和RPC基体之间的拔出试验研究结果(粘结滑移本构方程),以9根RPC拔出试件作为算例进行了ANSYS计算分析,在模型中引入了非线性弹簧单元,将有限元计算结果与实验结果进行对比,将程序计算分析所得粘结滑移基本变量与试验结果进行了对比分析,验证了引用非线性弹簧单元考虑光圆钢筋和RPC基体之间的粘结滑移具有可行性和可靠性。最后利用相同的有限元方法对3根配有光圆钢筋的RPC简支梁分别按考虑钢筋与RPC之间的粘结滑移和不考虑钢筋和RPC之间的粘结滑移两种情况进行了分析计算,并均与试验结果进行了分析比较。计算结果表明,考虑钢筋和RPC滑移和不考虑钢筋和RPC滑移两种情况的承载能力计算结果与试验结果较为接近,误差范围均在10%内,效果还比较理想。本文提出的考虑粘结滑移的有限元数值模拟是一种尝试和示范。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 RPC的研究和应用
• 1.2.1 RPC的产生背景
• 1.2.2 RPC的研究和应用成果
• 1.2.3 RPC的研究和应用存在的问题
• 1.3 课题研究目的和内容
• 1.3.1 课题研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2 RPC的增强增韧机理及力学性能
• 2.1 RPC增强增韧机理
• 2.1.1 高致密水泥基均匀体系的建立
• 2.1.2 提高水泥石的密实度
• 2.1.3 钢纤维对混凝土基体的增强与增韧
• 2.2 RPC的力学性能
• 2.2.1 RPC的抗压强度
• 2.2.2 RPC的抗拉强度
• 2.2.3 RPC的抗剪强度
• 2.2.4 RPC的抗弯强度
• 2.2.5 RPC200和RPC800的力学参数
• 3 光圆钢筋与RPC的粘结滑移研究
• 3.1 钢筋混凝土的粘结滑移研究
• 3.1.1 钢筋混凝土粘结滑移的基本概念
• 3.1.2 光圆钢筋混凝土粘结滑移的基本机理
• 3.1.3 试验方法
• 3.1.4 钢筋混凝土粘结滑移基本方程
• 3.1.5 粘结滑移有限元分析的发展
• 3.2 光圆钢筋与活性混凝土的粘结性能研究
• 3.2.1 试验研究
• 3.2.2 试验结论
• 3.3 本章小结
• 4 配筋RPC简支梁的数值分析
• 4.1 单元类型
• 4.1.1 混凝土单元
• 4.1.2 钢板单元
• 4.1.3 钢筋单元
• 4.1.4 连接单元
• 4.2 材料性质
• 4.2.1 混凝土材料性质
• 4.2.2 钢材材料性质
• 4.3 RPC试件的拉拔模型的有限元计算
• 4.3.1 拉拔试件的有限元模型
• 4.3.2 有限元结果分析
• 4.4 配筋RPC简支梁界面性能有限元分析
• 4.4.1 RPC受弯构件弯曲性能试验介绍
• 4.4.2 简支梁的有限元模型
• 4.4.3 计算结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集