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《华南理工大学》 2011年
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钢纤维聚合物高强混凝土受压本构关系研究

李保军  
【摘要】:钢纤维聚合物高强混凝土(SPHSC)作为一种新型高性能结构材料,与普通混凝土相比具有高强、增韧、更好的抗裂性能、抗冲击性能和耐久性能等优点。采用SPHSC材料进行结构设计,可使结构轻型化,增大结构的跨越能力,并改善结构的耐久性,减少使用期间的维修费用。为了能将该新材料予以推广应用,SPHSC材料的配合比设计及其基本力学性能、尤其是本构关系的研究至关重要。为此,本文从材料的基本力学性能着手,对已有自主知识产权的“钢纤维增强聚合物改性混凝土”进行二次开发,研发了一种能够应用于大跨度桥梁结构的新型复合材料——SPHSC,并对SPHSC的单轴受压应力~应变关系进行实验研究和理论分析。在此基础上,将新材料应用于某简支箱梁桥,并对其极限承载力进行了数值模拟。主要研究内容和成果如下: 1)研发了一种能够应用于大跨度桥梁上部结构的新型复合材料“钢纤维聚合物高强结构混凝土(SPHSC)”。在确定了材料的配合比后,测定了其立方体抗压、劈拉、抗折强度以及弹性模量等基本力学性能。 2)对新材料SPHSC进行了单轴受压应力~应变全曲线测定的实验研究。在刚性材料试验机MATEST C088PN100上,通过简单实用的改进方法,测得了该材料的稳定的单轴受压应力~应变全曲线。 3)对适用于高强混凝土的单轴受压应力~应变全曲线本构方程进行分析对比研究。利用理论推导和实验数据拟合的方法,得到了只含抗压强度和钢纤维特征参数等未知参量的SPHSC本构方程式。 4)利用新材料SPHSC的本构关系等基本力学性能,对SPHSC箱梁的极限承载力进行了初步的数值模拟计算,并与测试数据进行了对比分析。研究结果表明,SPHSC材料可以满足大跨度桥梁上部结构(比如箱梁)的设计要求。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU528.31

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【参考文献】
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