钢筋ECC复合受扭柱的抗震性能与受扭破坏机理研究

作     者：梁肖 

作者单位：苏州科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邵永健

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：工程水泥基复合材料 复合受扭 柱 抗震性能 承载力计算 

摘      要：ECC全称Engineered cementitious composites,是一种工程水泥基复合材料,由水泥、水、纤维、粉煤灰等物质拌合而成,具有超高的韧性。在单轴拉伸状态下,这种材料表现出多缝开裂以及应变硬化的特征,极限拉应变可达到3%,是普通混凝土的200多倍。由于其优良的力学性能,ECC在建筑抗震领域有着巨大的应用价值。在地震灾害调查中发现,竖向构件的扭转破坏是导致建筑物损毁的重要因素之一,而在实际工程中,单一受扭的构件几乎没有,很多结构构件处于压-弯-剪-扭复合应力状态中,因此本文研究了钢筋增强ECC柱在复合受扭状态下的破坏机理和抗震性能,为ECC柱的实际应用提供技术支撑。主要研究内容如下:（1）在压-弯-剪-扭复合应力下,对6个ECC柱和1个普通混凝土柱进行低周反复受扭试验,详细记录了各个试件的破坏过程,总结归纳了复合应力下反复受扭试件裂缝发展规律,结果显示ECC柱的破坏过程表现出明显的延性特征,由于纤维存在,各个面的裂缝多且密,纤维的桥接应力有效抑制了裂缝的发展,即使在试件达到极限荷载时,最大裂缝宽度也不超过1.6mm。整个加载过程中未出现ECC脱落现象,在加载位移归零时,裂缝能闭合。（2）通过对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、强度退化曲线以及等效粘滞阻尼系数的研究,分析了配箍率、纵筋配筋率、基材、纤维掺量对试件抗震性能的影响。结果表明ECC试件的抗震性能远优于普通混凝土试件,增大配箍率,提高纤维掺量均能提升试件的抗震性能。（3）通过受力分析以及观察试验现象分析了试件的破坏机理,并提出ECC柱复合受扭承载力计算公式,计算值与实测值较为符合。