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基于SMA-ECC增强混凝土桥墩柱抗震性能试验研究
| 论文题名： | 基于SMA-ECC增强混凝土桥墩柱抗震性能试验研究 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥墩柱;形状记忆合金;工程水泥基复合材料;抗震性能 |
| 摘要： | 桥墩柱作为重要承重构件，其抗震性能对整个桥梁结构的安全至关重要。普通钢筋混凝土桥墩柱极易受到地震作用的影响，产生不可恢复的变形和破坏，造成大量经济损失和人员伤亡，且震后修复方面也十分困难和缓慢。近年来，很多提高结构抗震性能的材料不断被发掘出来，并应用于实际工程中。形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)是一种新兴功能材料，其可恢复应变可达到6％-8％，具有形状记忆效应和超弹性。工程水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites，简称ECC）是一种高性能纤维增强水泥基复合材料，相对于普通混凝土具有抗拉强度高，裂缝控制效果好等优点。本文将SMA和ECC结合，充分发挥各自的优越性能，有效的改善桥墩柱的变形能力、耗能能力和自复位能力，从而有效提高桥墩柱的抗震性能。本文主要研究内容有以下几个方面: (1)对试验所用材料进行了材料性能试验研究，分析了SMA和ECC的基本材料性能，详细研究了回收再利用型SMA随应变幅值递增的应力应变关系，并对比了相应SMA原材的的随应变幅值递增的应力应变关系。为后续的试验研究提供了基础。 (2)制作了普通钢筋混凝土桥墩柱、普通钢筋ECC桥墩柱、钢绞线混凝土桥墩柱、钢绞线ECC桥墩柱和SMAECC桥柱墩五组试验构件，并对其进行了低周反复加载试验。 (3)结合试验现象和数据测量，分别分析了五组试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能、残余变形和位移延性等，并比较五组试件在各方面的优劣性，综合分析了五组试件的抗震性能和不同的材料组合形式对结构抗震性能的改善效果。 试验结果表明，SMA材料可以有效的增强结构的位移延性系数，提高结构延性性能，减小结构的残余变形;ECC材料能够显著提高结构延性，减慢裂缝的开展速度，增强结构的耗能能力。ECC与普通钢筋、钢绞线和SMA都能很好结合发挥各自的优势，有效的增强了结构的抗震性能。即新型SMA-ECC桥墩柱抗震性能要远优于其它四组试件。 |
| 作者： | 金光耀 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 钱辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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