活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁受弯性能分析及承载力计算

摘要

活性粉末混凝土( Reactive Powder Concrete,简称 RPC)是一种新型的水泥基复合材料,其力学特性远优于普通混凝土和高性能混凝土,在工程实践中有着广阔的应用前景。现阶段活性粉末混凝土的研究主要是针对材性试验方面,而对其结构设计理论的研究相对较少。将活性粉末混凝土应用于预应力叠合结构可以充分发挥其力学性能优势。本文针对活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的受弯性能进行了分析,主要工作如下:
　　首先,介绍了活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的基本概念和特点,归纳总结了前人对RPC及叠合结构的应用与研究成果。
　　其次,采用有限元分析软件ANSYS,建立了活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的三维非线性数值分析模型,对试验全过程进行模拟,将有限元计算结果同试验结果进行对比,验证了模型的合理性。应用该模型,分析了活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的受弯性能,并进一步讨论了其破坏机理。
　　再次,对主要参数(如有效预应力、后浇板混凝土等级、后浇板纵向配筋率、后浇板厚度和预制梁高度)对叠合梁受弯性能的影响进行了分析,得出了叠合梁抗弯承载力受这些参数影响的变化趋势,并给出了设计时的参考取值。
　　然后,采用上述有限元分析结果,对影响活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁受弯性能的主要参数进行了正交分析,得出各参数对叠合梁受弯性能的影响程度,并分别获得了最有利于提高抗弯承载力和钢绞线极限应力的参数水平组合。
　　最后,基于普通混凝土结构的承载力计算公式,结合前人的试验研究成果,建立了活性粉末混凝土的开裂弯矩、钢绞线极限应力及抗弯承载力的计算公式,利用公式,计算了活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的开裂荷载、钢绞线极限应力及正截面抗弯承载力,将公式计算结果较有限元计算结果进行比较,发现公式计算结果偏于保守。

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第一章 绪论

1.1 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁的基本概念

1.2 国内外 RPC 及叠合结构的应用

1.3 国内外 RPC 及叠合结构的研究概况

1.4 研究内容和方法

第二章 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁受弯性能非线性数值分析

2.1 引言

2.2 实验概况

2.3 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁三维有限元分析模型

2.4 模型验证

2.5 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁数值分析

2.6 无粘结预应力叠合梁与有粘结预应力叠合梁的比较

2.7 主要参数对叠合梁受弯性能影响分析

第三章 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁正交试验分析

3.1 引言

3.2 试验方案

3.3 试验结果

第四章 活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁

受弯截面分析及抗弯承载力计算

4.1 引言

4.2 开裂弯矩计算

4.3 钢绞线极限应力增量计算

4.4 抗弯承载力计算

第五章 结论

5.1 本文结论

5.2 研究建议

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文