橡胶集料钢筋混凝土构件受弯性能初探

摘要

橡胶集料混凝土又称为弹性混凝土，它是一种绿色的新型建筑材料。其研究刚刚起步，从国外和国内对于橡胶集料混凝土的研究来看，从未有过在橡胶微粒混凝土中加入钢筋用于结构的研究，本文首次对于内部加钢筋的橡胶集料混凝土能否用于建筑结构中进行了理论上的可行性研究。 本文采纳现有的规范设计方法——用“公式法”推导分析了橡胶集料钢筋混凝土梁的受弯力学性能，所得到结论是其比普通钢筋混凝土梁具有更高的承载力和一定的经济效益。 混凝土抗压强度是现有钢筋混凝土设计方法中极为重要的参数。本文根据橡胶集料混凝土内部积蓄应变能大的特色，提出一个新的设计理念：抛丌混凝土抗压强度，将应变能引入结构设计。用“能量法”分析其梁受弯的力学性能，发现其正截面最大受弯承载力与其内部应变能参数有密切关系。由此建议尝试用应变能作为钢筋混凝土梁设计参数。并提出用基于能量法的设计原理会对钢筋混凝土梁裂缝分析可能有更好的相关性。 本文所作的理论研究是依据橡胶细集料体积掺量为10﹪～15﹪的橡胶集料混凝土的一系列材性实验和一些现有的文献成果进行的。基于普通混凝土的理论基础，探讨了橡胶集料钢筋混凝土梁正截面受弯承载力的基本性能，并与C50及以下等级的普通混凝土进行了比较，同时给出在橡胶集料混凝土极限压应变取某一固定值时，相同条件下，橡胶集料钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁正截面受弯承载力的设计算例。 本文在理论推导分析的同时，又借鉴已有实验，对普通混凝土梁和橡胶集料混凝土梁进行了非线性有限元分析，得出其在破坏过程中的裂缝开展情况和挠度大小，并与理论分析结果进行了比较分析。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1问题的引出

1.2橡胶集料混凝土的发展概述和应用现状

1.3研究目的和内容

第二章 橡胶集料混凝土引入建筑结构的条件

2.1橡胶颗粒在混凝土中的作用肌理

2.2橡胶集料混凝土的材性实验

2.2.1实验材料：

2.2.2实验配合比

2.2.3实验结果分析

2.3钢筋与橡胶集料混凝土的粘结机理

2.4混凝土轴压应力—应变全曲线

2.5小结

第三章橡胶集料钢筋混凝土构件的受弯性能

3.1公式法

3.1.1公式的建立

3.1.2橡胶集料钢筋混凝土的受弯性能的体现

3.1.3算例

3.1.4公式法小结

3.2能量法

3.2.1应变能引入公式的概念

3.2.2普通钢筋混凝土

3.2.3橡胶集料钢筋混凝土

3.2.4算例

3.2.5用能力法分析裂缝

3.2.6能量法小结

3.3两种方法之间的联系

3.4本章小结

第四章橡胶集料钢筋混凝土构件受弯性能的ANSYS模拟

4.1钢筋混凝土有限元分析的基本理论

4.1.1屈服准则

4.1.2流动准则

4.1.3强化准则

4.1.4破坏准则

4.1.5混凝土裂缝的处理

4.1.6混凝土的弹塑性本构关系

4.1.7钢筋的弹塑性本构关系

4.1.8非线性求解

4.2钢筋混凝土梁有限元模型的建立

4.2.1计算模型

4.2.2计算参数

4.2.3计算结果

4.3有限元计算结果与理论推导结果的比较分析

第五章结论与建议

5.1本文主要结论

5.2研究建议

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

附表