玄武岩筋无机聚合物混凝土偏心受压短柱试验研究

摘要

近年来，钢筋混凝土结构的耐久性越来越成为学术界和工程界研究的热点问题，相关研究表明：钢筋的腐蚀问题是结构耐久性不足的重要原因之一，而用纤维塑料筋(Fiber Reinforced Polymers，简称FRP筋)替代混凝土结构中的钢筋能够有效地解决混凝土的耐久性不足。因此，本文用耐腐蚀、质量轻的玄武岩筋代替普通钢筋，并用无机聚合物混凝土代替普通混凝土，构建玄武岩筋无机聚合物混凝土结构体系。针对这一新体系，本文进行了如下研究：
　　（1）通过无机聚合物混凝土基本性能试验及玄武岩筋拉伸试验，获得：无机聚合无混凝土的强度发展过程与普通混凝土相似，并从微观角度证明了无机聚合物胶凝材料具有良好的粘结性；玄武岩筋具有较高的抗拉强度、较低的弹性模量和较大的极限应变，且玄武岩筋的应力-应变具有很好的线性关系。
　　（2）利用ABAQUS软件对玄武岩筋无机聚合物混凝土偏心受压短柱的力学性能进行模拟，得到短柱的极限承载力、荷载-位移曲线、玄武岩筋不同部位的荷载-应变变化规律、混凝土的荷载-应变变化规律，应力分布云图等，指导后续的试验及为试验提供参考，并与试验结果进行对比分析。
　　（3）通过玄武岩筋无机聚合物混凝土短柱和普通钢筋混凝土短柱的偏心受压试验，获得玄武岩筋无机聚合物混凝土偏心受压短柱的极限承载能力、荷载-侧移曲线，弯矩-曲率特性，混凝土和受筋的荷载-应变变化规律，玄武岩筋无机聚合物混凝土柱的裂缝开展情况，综合分析了玄武岩筋无机聚合物混凝土短柱在偏心受压荷载下的力学性能及工程适用性。
　　（4）结合试验和有限元模拟分析，推导了适用于玄武岩筋无机聚合物混凝土短柱在偏心受压下的理论计算公式，并且验证了公式的适用性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2国内外研究和应用现状

1.3本文的研究目的、内容和方法

第2章 无机聚合物混凝土基本性能试验及玄武岩筋拉伸试验

2.1 试验原材料

2.2无机聚合物混凝土抗压性能试验

2.3无机聚合物混凝土的弹性模量试验

2.4无机聚合物混凝土电镜扫描试验

2.5玄武岩筋拉伸试验

2.6 本章小结

第3章 玄武岩筋无机聚合物混凝土偏心受压短柱试验设计及有限元模拟

3.1试验设计

3.2有限元模型的建立

3.3 ABAQUS有限元模拟结果

3.4 本章小结

第4章 玄武岩筋无机聚合物混凝土短柱偏心受压试验

4.1试验现象

4.2试验结果及分析

4.3本章小结

第5章 玄武岩筋无机聚合物混凝土偏心受压短柱正截面承载力计算

5.1 ABAQUS有限元模拟计算结果与试验结果对比分析

5.2不同参数下IPCC构件的力学性能

5.3 IPCC构件正截面承载力计算公式

5.4本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

硕士期间参加的科研项目和发表的论文

致谢

参考文献