箍筋约束ECC圆形截面短柱力学性能试验研究

摘要

工程纤维增强水泥基复合材料（Engineered fiber reinforced Cementitious Composite，简称ECC）因具有高韧性、高延展性以及良好的裂缝控制能力而受到国内外学者广泛关注。但目前的研究主要针对无约束ECC单轴受拉或受压性能的分析，而对约束ECC研究较少。本文通过ECC常规三轴受压及箍筋约束ECC短柱试验，主要分析箍筋约束ECC柱的受力特点和破坏机理，并构建基于有效约束指标等参数的应力-应变计算模型，为ECC材料实际工程应用提供基础数据。本文研究的主要内容如下：
　　1、通过对不同水胶比下的 ECC圆柱体进行三轴受压试验，测得了不同水胶比及不同围压下 ECC试件的应力-应变全曲线，分析了不同水胶比及围压对ECC极限抗压强度与峰值应变的影响，建立了极限抗压强度及峰值应变与侧向围压的关系式；
　　2、对箍筋约束ECC圆形截面短柱进行轴心受压试验，测得了不同箍筋强度、ECC强度、箍筋间距、PVA纤维掺量下的应力-应变全曲线，并分析了各个参数对应力-应变曲线的影响；
　　3、对箍筋约束机理进行理论分析，给出了圆形截面柱箍筋约束应力的计算公式。分析了有效约束指标及PVA纤维掺量对峰值强度、峰值应变及延性比的影响，建立了约束ECC峰值应力、峰值应变与有效约束指标和PVA纤维掺量的关系式；
　　4、通过对已有的箍筋约束混凝土应力-应变曲线计算模型分析，提出了适合箍筋约束ECC圆形截面短柱应力-应变曲线的计算模型。

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1绪论

1.1研究背景与意义

1.2 ECC国内外研究现状

1.3 ECC的工程应用情况

1.4本文研究内容

2 ECC常规三轴受压力学性能试验研究

2.1试验原材料

2.2试验仪器

2.3试验配合比

2.2 试件制备和试验方法

2.4试验结果分析

2.5本章小结

3箍筋约束ECC圆形截面短柱轴压性能试验分析

3.1试件设计

3.2配合比设计及试件制备

3.3原材料力学性能

3.4试验装置与加载方案

3.5约束ECC轴心受压柱试验结果分析

3.6本章小结

4箍筋约束ECC柱强度及变形分析

4.1箍筋约束机理研究

4.2约束混凝土的峰值强度和变形研究

4.3约束ECC柱轴向抗压强度的计算

4.4箍筋约束ECC圆形截面短柱轴心受压承载力计算

4.5约束ECC柱应变计算

4.6本章小结

5箍筋约束ECC柱应力-应变曲线模型研究

5.1已有箍筋约束混凝土柱应力-应变计算模型

5.2箍筋约束ECC柱应力-应变曲线方程

5.3理论曲线与试验曲线对比

5.4本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

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