活性粉末混凝土矩形截面配筋梁正截面受弯的计算方法研究

摘要

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，RPC)是新一代超高强、高耐久性、高韧性的复合材料，它所具有的众多特性使之具有广阔的工程应用前景。但是，目前各机构对RPC的科研成果多集中于材料配比的优化和基本力学性能的研究，对于RPC承重构件的破坏模式、计算方法、设计方法、构造措施等缺乏系统的研究。国内一些机构采用普通钢筋混凝土构件的设计理论对RPC承重构件进行设计，这造成了RPC材料应用时的极大浪费。
　　本文在哈尔滨工业大学李莉进行的六根RPC试验梁抗弯试验的基础上，结合国内外众多试验结果，对单筋矩形截面RPC梁的抗弯性能和截面抗裂及抗弯承载力的影响因素进行了系统的分析和研究，并对RPC梁正截面抗裂和抗弯承载力的计算方法做了深入的探讨。首次运用数学方程将RPC截面受拉区塑性化系数к、截面抵抗矩影响系数γrm和钢纤维对受拉区RPC抗拉能力影响系数βrtm这三者与梁配筋率ρ的关系分别进行了拟合和简化，基于普通钢筋混凝土和钢纤维混凝土的计算理论形成了一套实际可操作的RPC配筋梁正截面抗裂和抗弯承载力的计算方法。最后，本文还对五根RPC算例梁进行了非线性有限元的分析，利用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型，模拟受力全过程，同时对数值分析结果和采用本文计算方法算出的理论结果进行了比较分析。本文包含图38幅，表19个，参考文献44篇。