peecc构件试验研究与有限元分析

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湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研 究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外?本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体-均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有尖保留、使用学位论文的规定?同意学校保留 并向国家有尖部门或机构送交论文的复印件和电子版.允许论文被查阅和借阅。 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有尖数据库进行检索, 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、 保密口 ?在 年解密后适用本授权书。2、 不保密回。(请在以上相应方框内打“曲)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite ? ECC )是美国密 歇根大学的VictorC.Li基于微观力学与断裂力学原理,经优化设计而提出的一种 新型工程水泥基复合材料。本文在已有研究的基础上,将聚乙烯纤维增强水泥基复 合材料(PE?ECC)应用于短梁及剪力墙构件中,以发挥其高抗裂能力、高抗压强度 和高延性,以及抗拉应变硬化和多缝开裂特性。本文采用试验研究与有限元数值分析相结合的方法?对采用PE-ECC材料浇 筑的短梁及底部塑性较区采用高阻尼PE-ECC材料浇筑的剪力墙进行了分析研究, 本文的主要研究内容如下:(1 )运用ABAQUS程序及拉■压杆理论对PE-ECC短梁及C60级混凝土短梁 进行抗剪承载力分析,结果表明:有限元分析及拉■压杆理论得到的承载力均与试 验结果吻合良好;将PE-ECC材料应用于短梁,可以显著提高短梁的抗剪承载力? 随着剪跨比的增大.短梁的抗剪承载力降低很快;随着配箍率的增大?当剪跨比 较小时抗剪承载力增加较少,当剪跨比较大时抗剪承载力增加较多。(2 )对部分高阻尼PE-ECC暗支撑剪力墙进行低周反复荷载试验,并与普通 高阻尼混凝土暗支撑剪力墙对比,结果表明:部分高阻尼PE-ECC暗支撑剪力墙 具有更高的开裂承载力、屈服承载力、峰值承载力?具有更高的耗能能力及后期刚 度?在较高的轴压比下仍具有较高的延性。(3)运用MSC.MARC程序中的分层壳单元对剪力墙进行模拟分析?结果表明: 模拟滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好;随着轴圧比的增大,剪力墙构件的 承载力显著提高,但相应的延性下降也较快;暗柱纵筋配率的增大,可以有效提 高剪力墙构件的承载能力,改善滞回环的捏拢效应?但延性有所降低;暗支撑配筋 率的增加能提高剪力墙构件的承载能力但幅度较小,但能有效提高剪力墙构件的延 性。尖键词:PE-ECC;短梁;ABAQUS;拉?压杆理论;剪力墙;MSC.MARC ;分层壳AbstractEngineered cementitious composite ( ECC ) is a fiber reinforced cement based composite material systematically designed on the basis of micromechanics and fracture mechanics by Victor C.Li, the professor of University of Michigan.PE-ECC is a project of fiber reinforced cement based composite materials, which has high cracking capacity, high strength, high toughness characteristics and exhibit pseudstrain-hardening behavior and multiple cracking under tension ° On the basis of the researches of others, PE-ECC material is applied to the short beam and the shear wall in this dissertation.This dissertation uses the method of experimental study and finite element simulation Combined, the short beam with PE-ECC and the shear wall with PE-ECC material in plastic hinge zone were tested and analysised, the main research contents are as follows:(1) Based on the finite element software ABAQUS and the softened strut-and-tie model, the shear resistance of the short beams were calculated. It turned out that, calculation results are consistent with the test results; the PE-ECC short beams show higher value of ultimate load compared with the high strength concrete short beam and the ultimate shear-resistant capacity drops quickly with shear-span ratio increasing ; With the increase of stirrup ratio ? the ultimate shear-resistant capacity increase more when the shear-span ratio is small than the shear-span ratio is big.(2) The experimental study on the seismic performance the part of the high damping PE-ECC shear wall with concealed bracings under cyclic loading was carried out. Test and analysis results indicate that, the part of the high damping PE-ECC shear wall with concealed bracings have the hig
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