预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁力学性能试验研究

论文摘要

本文提出一种新型装配式结构——预制织物增强混凝土（Textile Reinforced Concrete,简称:TRC）外壳—核心现浇角钢混凝土结构体系,该结构采用在工厂制作的由角钢焊接成的钢构架作为结构梁、柱等构件的受力骨架,采用预制TRC薄板组装在钢构架上形成梁、柱等构件的预制外壳（TRC薄板可以在工厂组装,也可以在施工现场组装）,钢构架连同组装好的外壳吊装好,并做好梁与梁、柱与柱等受力骨架的连接工作后浇筑梁、柱等的核心混凝土。其中,预制外壳既作为浇筑核心混凝土的模板,浇筑完成后也作为结构构件的一部分;钢构架既在结构形成前承受吊装、混凝土浇筑等施工荷载,结构形成后又替代常用的钢筋笼承受结构上的设计荷载。该结构形式由于钢构架和TRC薄板均在工厂制作,质量、精度等易于得到保证;由于核心混凝土采用现浇,因此跟现浇结构一样具有较好的整体性。本文通过试验与有限元分析对预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土结构梁的抗弯、抗剪力学性能进行了研究,主要研究内容和结论如下:（1）预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁抗弯承载力的试验研究。通过1根预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁、1根预制钢板网增强混凝土外壳—核心现浇角钢混凝土梁和1根整浇钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究了新型结构梁的抗弯荷载-位移、荷载-角钢应变、承载力等特性,以及裂缝开展情况。研究结果表明:相比普通钢筋混凝土梁,新型结构梁的正面抗弯承载力、初始刚度均有一定幅度的提高,同时裂缝开展明显迟缓;采用推导出的承载力计算公式计算的理论值与试验实测值基本吻合。（2）预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁抗剪性能试验研究。通过1根预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁、2根预制钢板网增强混凝土外壳—核心现浇角钢混凝土梁（其中1根置有斜斜缀条）和1根整浇钢筋混凝土梁的抗剪试验,研究了新型结构梁的抗剪荷载-位移、荷载-角钢应变、承载力等特性,以及裂缝开展情况。研究结果表明:新型结构梁的受力和破坏过程与整浇钢筋混凝土梁基本相似;相比普通钢筋混凝土梁,新型结构梁的正面抗剪承载力一定幅度的提高,同时裂缝开展明显迟缓;斜缀条能增加对核心混凝土的约束,有效提高斜截面抗剪承载力;采用推导出的承载力计算公式计算的理论值与试验实测值基本吻合。（3）进行了有限元模拟分析。采用ABAQUS对新型结构梁进行模拟的结果与试验结果基本相符。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状概述

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 本文研究的目的、意义及工作内容

1.3.1 本文研究的目的与意义

1.3.2 本文主要研究的工作内容

第二章预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁抗弯性能试验研究

2.1 概况

2.2 试验梁设计

2.3 试验材料及其性能

2.3.1 高性能水泥砂浆

2.3.2 混凝土

2.3.3 纤维织物网

2.3.4 不锈钢钢板网

2.4 试验梁制作

2.5 加载方案与测试内容

2.5.1 加载方案

2.5.2 测试内容

2.6 试验现象及试验结果分析

2.6.1 试验现象

2.6.2 试验结果分析

2.7 正截面抗弯承载力计算

2.7.1 基本假定

2.7.2 梁正截面抗弯承载力计算公式

2.8 本章小结

第三章预制TRC外壳—核心现浇角钢混凝土梁抗剪性能试验研究

3.1 试验概况

3.1.1 试验梁设计与制作

3.1.2 加载方案

3.1.3 测试内容

3.2 试验现象

3.3 试验结果及分析

3.3.1 试验结果

3.3.2 试验破坏形态分析

3.3.3 荷载－挠度曲线

3.3.4 钢筋、缀条及角钢应变发展特征

3.3.5 混凝土应变发展特征

3.3.6 整体性研究

3.3.7 裂缝特征分析

3.4 斜截面抗剪承载力计算方法

3.4.1 现有规程

3.4.2 斜截面抗剪承载力分析

3.5 本章小结

第四章有限元分析

4.1 概况

4.2 叠合梁有限元模型建立

4.2.1 建模对象及模型选择

4.2.2 材料本构关系

4.2.3 基本假定

4.2.4 单元选择

4.2.5 定义边界条件与荷载作用

4.2.6 网格划分

4.3 有限元结果及分析

4.4 本章小结

第五章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

图表目录

致谢

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 夏宇

导师: 荀勇

关键词: 织物增强混凝土,角钢骨架,抗弯性能,抗剪性能

来源: 苏州科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 苏州科技大学

分类号: O342

总页数: 85

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