预应力T形截面RPC梁剪切破坏全过程分析

摘要

活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete，RPC)作为一种新型超高性能混凝土，具有极好的应用前景，但活性粉末混凝土构件与普通混凝土构件在受力变形和破坏形态等方面有明显的不同。普通混凝土基本表现为脆性破坏，活性粉末混凝土则更具塑性。因此，有必要在已有混凝土相关知识的基础上，对活性粉末混凝土构件进行具体的分析研究。 本文首先从乱向短钢纤维复合材料的基本理论入手，讨论钢纤维与混凝土的粘结性能、钢纤维对混凝土力学性能的影响、钢纤维混凝土的增强机理，以及由此决定的钢纤维混凝土轴向受压应力应变关系。在此基础上，研究现有RPC的增强增韧机理和其力学性能。并详细地研究了普通混凝土、预应力混凝土和钢纤维混凝土的剪切破坏相关理论，综合出各类混凝土梁对应的剪切承载力的计算公式。 然后，从试验材料、试验装备到试验现象、试验结果对澳大利亚新南威尔士大学科学家JYLVOO等进行的预应力T形截面无腹筋纤维增强RPC梁的剪切破坏试验进行了详细阐述，得到一些结论。 接着，利用非线性有限元法模拟上述试验(在此之前先针对试验结果拟合RPC的本构关系)，从梁上下翼缘应变随荷载的变化情况、梁裂缝分布及其荷载-跨中挠度曲线三方面对试验和有限元分析结果进行比较，并得出一定结论。此外，使用拟合RPC的本构关系对梁的剪切破坏过程从无预应力、有预应力两方面进行有限元分析，并对分析结果进行讨论也得出有意义的结论。 最后，综合普通混凝土、预应力混凝土和钢筋钢纤维混凝土的受弯构件的斜截面承载力计算公式，分析RPC与上述三种混凝土的联系和区别，得出预应力RPC梁的剪切承载力计算公式，并用本文试验数据对此公式进行验证；此外，还借助已有的用于求解矩形截面梁斜截面承载力的裂缝滑移模型，使用数值法的思路进行计算分析，并用本文试验数据对其进行验证。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章钢纤维混凝土和RPC的增强机理和力学性能

2.1钢纤维混凝土的增强机理

2.2钢纤维与混凝土的界面粘结性能

2.3钢纤维对混凝土力学性能的影响

2.4钢纤维混凝土单向受压应力应变关系

2.5活性粉末混凝土(RPC)的增强及增韧机理

2.6活性粉末混凝土(RPC)的力学性能

2.7本章小结

第3章各类混凝土受弯构件剪切破坏理论

3.1普通钢筋混凝土受弯构件剪切破坏理论

3.2预应力混凝土受弯构件抗剪承载力计算

3.3钢筋钢纤维混凝土梁斜截面性能研究

3.4本章小结

第4章无腹筋纤维增强RPC梁的剪切强度试验

第5章T形截面预应力RPC梁剪切破坏有限元分析

5.1 RPC本构关系的公式拟合

5.2 T形截面预应力RPC梁的有限元分析

5.3有限元结果分析及与试验结果的比较

5.4本章小结

第6章RPC理论计算公式及试验验证

结论

参考文献

附录1

附录2 程序语言及说明：

攻读学位期间发表的学术论文

致谢