压型钢板-ecc组合楼板纵向剪切性能试验研究及分析

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1、分类号:TU310710-2015228046专业硕士学位论文压型钢板-ECC组合楼板纵向剪切性能试验研究及分析王晋辉导师姓名职称白亮副教授专业学位类别申请学位级别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月9日学位授予单位长安大学ExperimentalStudyAndAnalysisOnLongitudinalShearPropertiesOfECCCompositeSlabsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangJinhuiSupervis

2、or：Prof.BaiLiangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要压型钢板-混凝土组合楼板体系能有效发挥钢材的良好受拉性能和混凝土的良好受压性能，且该体系具有塑性性能良好、自重较轻、经济效果较好、施工方便快捷等优点。基于以上优点，其普遍被应用在钢结构建筑中。研究表明，组合楼板主要破坏模式为纵向剪切破坏，破坏时，压型钢板与混凝土界面出现纵向滑移与局部竖向分离；压型钢板与混凝土界面纵向粘结性能和变形协调能力较差，容易发生纵向剪切滑移。EngineeredCementitiousComposites（ECC）为一类高韧性工程增强水泥基复合材

3、料，ECC具有高韧性、高延性及与钢筋较强的协同变形能力等优点，考虑ECC材料的优点，提出压型钢板-ECC组合楼板体系。为探讨研究压型钢板-ECC组合楼板纵向剪切性能，本文试验中共设计12块ECC组合楼板足尺试件，且对所有试件进行静力加载试验，探讨剪跨、压型钢板厚度、组合楼板厚度、端部栓钉、抗剪钢筋等因素对ECC组合楼板受力性能及破坏模式的影响规律。研究表明，剪跨区设置抗剪钢筋的试件均发生弯曲破坏，未设置的试件均发生纵向剪切破坏；与普通混凝土组合楼板对比，试件达到峰值荷载时，ECC组合楼板端部相对滑移较小；随着压型钢板厚度和组合楼板厚度增加，试件纵向剪切承载力增加；

4、通过端部设置栓钉及剪跨区设置抗剪钢筋都能增加试件纵向承载力。在试验研究的基础上，根据Eurocode4中m-k法、PSC法及CECS中m-k法，提出该试件纵向剪切承载力公式，且求出试件纵向剪切应力。采用ABAQUS软件建立组合楼板有限元模型，选用合适的材料本构；依据试验数据，界面选用Connector单元，确定合适的连接单元本构关系，并验证其正确性。研究表明，试件模拟得到的荷载-跨中挠度曲线和试验的结果比较吻合，峰值荷载误差较小。证明试件模型建立正确。依据试件B-4模型，通过变压型钢板厚度和组合楼板厚度、剪跨参数等，分析其对组合楼板纵向剪切性能影响规律等特性。关

5、键词：组合楼板，ECC，纵向剪切性能，承载力，ABAQUSIAbstractThesystemofcompositeslabscomposedofprofiledsteelsheetandnormalconcretecanmakefulluseoftheexcellenttensilepropertiesofsteelandcompressivepropertiesofconcrete,withtheadvantagesoflightweight,goodperformance,economiceffect,convenientconstruction,sothe

6、systemisextensiveusedinsteelstructurehigh-risebuildings.Themainfailuremodeofthecompositeslabisthelongitudinalshearfailure.Whendestroyed,theinterfaciallongitudinalslipandverticalseparationappearintheinterface.Thecohesiveanddeformationcompatibilityofconcreteandcompressionsteelplateispoo

7、r,andthelongitudinalslipiseasytooccurinthecompositeslab.EngineeredCementitiousComposites(ECC)isakindofhightoughnessengineeringfiberreinforcedcementcompositematerial.AsECCmaterialhastheadvantagesofhightoughness,highductilityandstrongsynergisticdeformabilitywithsteelbar,ECCmaterialisuse

8、dinst