【摘 要】
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高韧性水泥基复合材料由Victor C.Li教授提出,称为Engineered Cementitious Composite,简称ECC。ECC表现出典型的应变硬化特性,在直接拉伸作用下可产生多条细密裂缝,一定程度上改善了普通混凝土脆性性质,其直接拉伸强度可达5MPa,抗拉应变超过4%,约为普通混凝土的300～500倍。ECC相比普通混凝土具有的更强的抗拉性能,使得结构在荷载承载能力、变形能力和能
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高韧性水泥基复合材料由Victor C.Li教授提出,称为Engineered Cementitious Composite,简称ECC。ECC表现出典型的应变硬化特性,在直接拉伸作用下可产生多条细密裂缝,一定程度上改善了普通混凝土脆性性质,其直接拉伸强度可达5MPa,抗拉应变超过4%,约为普通混凝土的300～500倍。ECC相比普通混凝土具有的更强的抗拉性能,使得结构在荷载承载能力、变形能力和能量耗散能力等多个方面得到了提高。目前ECC已在许多实际工程中得到应用,例如路面和桥面板维修改造、建筑结构加固改造和重要结构节点抗震等。但ECC较普通混凝土材料价格昂贵,是限制其广泛应用的一个重要问题。为了解决这一问题,可以通过将ECC布置在构件的关键部位,既能使ECC的优越性能充分得到利用,又能兼顾经济性和使用性。将ECC替代RC梁中部分混凝土形成的梁,称为RC/ECC组合梁;将ECC替代RC梁全部混凝土形成的梁,称为R/ECC梁。总共设计20根不同类型的试验梁,对RC梁、RC/ECC组合梁、R/ECC梁进行对比分析,探究不同ECC位置、配箍率、剪跨比、混凝土强度对试验梁受剪性能的影响。从剪力-挠度曲线、开裂荷载、开裂后抗剪性能、抗剪承载力、变形能力、破坏模式、裂缝形态和延性指标等方面进行评价,主要研究内容及结论如下:（1）通过静力加载试验,研究ECC位于受拉区的组合梁、ECC位于U型区的组合梁、R/ECC梁和RC梁的破坏过程和破坏形态。结果发现,两种组合方式的RC/ECC组合梁从试验开始到加载至构件发生剪切破坏,组合梁的截面平均应变均符合平截面假定。加载过程中,RC/ECC组合梁和R/ECC梁的裂缝形态细而密,裂缝宽度均小于RC梁,体现出ECC优秀的裂缝控制能力。试验梁破坏时,RC梁表现出明显的剪切破坏,而R/ECC梁的破坏模式发生了改变,表现为弯曲破坏,体现出良好的延性性能。（2）通过静力加载试验,确定试验梁的开裂荷载、抗剪承载力和极限变形能力。结果发现,ECC优异的裂缝控制能力极大提高了RC/ECC组合梁和R/ECC梁的开裂荷载,其开裂荷载均大于RC梁。ECC高抗拉性能可以抑制斜裂缝的延伸,为R/ECC梁提供了相当大的抗剪承载力。（3）分析普通钢筋混凝土梁的剪切机理,探究影响梁构件抗剪承载力的各种因素。基于桁架-拱模型理论,提出R/ECC梁抗剪承载力理论公式。基于我国规范GB50010-2010（2015版）,提出两种ECC位于底部受拉区的RC/ECC组合梁的抗剪承载力公式,并通过收集到的78根试验梁的数据进行分析,验证了公式的准确性和正确性。
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