3D打印混凝土与钢筋黏结性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuguangpo123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
3D打印混凝土技术是基于数字模型,自动将混凝土通过打印机器逐层打印成型的一种快速成型技术,具有自动化程度高、建造效率高、环保低能耗、节约成本等优势,发展前景广阔。但3D打印混凝土材料同普通筑模成型的混凝土一样,仍然具有抗压不抗拉的特性,因此在实际工程中仍需要配置钢筋来提高3D打印混凝土结构的抗拉性能。目前,国内外尚缺乏3D打印混凝土与钢筋黏结性能的系统研究,本课题对3D打印混凝土与钢筋黏结性能进行了系统地试验及数值模拟研究,具体研究内容如下:(1)从材料层面出发,以硅灰与减水剂掺量为变量,设计了12组拟用于3D打印的混凝土配合比,考察了打印材料的流动性、稠度与可建造性。试验结果表明:随着硅灰掺量的提高,打印材料的流动性变差,可建造性提高,稠度变化不大;随着减水剂掺量的提高,打印材料的流动性大幅提高,稠度与可建造性大幅降低。(2)在配合比工作性能研究的基础上,在打印机器上进行了12组不同配合比的混凝土试打印工作,确定了适合本试验的3D打印混凝土配合比。基于此配合比,进行了3D打印混凝土试件的与粘结层垂直、平行方向轴压试验,获得了轴压试件的受压承载力与荷载-位移曲线。(3)从构件层面出发,以钢筋直径与打印方式为变量,设计并打印了12组共36个3D打印混凝土的钢筋拔出试验试件,进行了拔出试验,得到了试件的荷载-位移曲线与极限荷载下平均粘结应力。试验结果表明:对于本试验,当钢筋直径为8mm时,钢筋与3D打印混凝土的黏结性能较好;钢筋直径较小时,平行打印试件黏结性能优于垂直打印试件,钢筋直径过大时,垂直打印试件黏结性能反而较好。(4)基于有限元软件,提出了3D打印混凝土与钢筋黏结性能的模拟方法,开展了3D打印混凝土轴压性能与3D打印混凝土拔出试验模拟研究,获得了3D打印混凝土与钢筋之间的黏结性能影响参数。通过与试验对比验证了模拟方法的适用性。(5)从结构层面出发,基于有限元软件,以3D打印成型方式与配筋为变量,建立了6个拱结构数值模型,进行了拱结构的稳定性能分析。考察了3D打印成型方式与配筋对拱结构破坏模式与稳定承载力的影响,为3D打印混凝土结构工程应用提供了建议。
其他文献
在内积空间中,保持正交性的线性算子必是一个线性等距的常数倍。一个很自然的问题是,这个结论在一般的赋范线性空间中是否成立。对保持某种广义正交性的线性算子会使我们对此种广义正交性的性质乃至它对空间性质的影响有一个更深入的研究。首先,本文回顾了各种广义正交性的概念、有关广义正交性的性质、不同种广义正交性之间的关系,保持广义正交的线性算子的已有结论与广义正交有关的内积空间的特征性质。其次,本文介绍了赋范线
作为舰船的动力传动装置,齿轮箱的振动噪声水平不仅关系到舱内环境舒适性,而且对舰船的隐蔽性有重要影响。箱体是齿轮箱振动噪声的主要传递者,在多频激励作用下,箱体通过机脚向船体传递振动,同时其壁面也向外辐射噪声。因此,对齿轮箱箱体进行减振降噪处理具有重要意义。本文以舰船用某大型薄壁齿轮箱箱体为研究对象,对其振动噪声特性进行分析,研究阻尼复合结构的减振效果影响并施加于箱体,以达到减振降噪的目的。建立了齿轮
自从上个世纪初期,Banach提出了Banach压缩映象原理以来,Banach压缩原理得以普遍应用。1965年,W.A.Kirk又证明了带有正规结构的Banach空间拥有弱不动点性质;1965年,Kadec-Klee引入了KK性质;1980年Huff引入NUC及UKK的定义,并且证明了Banach空间X是NUC当且仅当X是自反的且具有UKK ,这里UKK蕴含KK性质;1992年D. KUTZARO
众所周知,在讨论具有逐段常变量微分方程的概周期型解时,往往要用到相关差分方程的概周期型序列解。特别是近几年来,越来越多的数学工作者开始研究差分方程的各种解的存在性和唯一性问题,并把差分方程和微分方程结合起来,从而进一步来研究微分方程概周期型解的存在性和唯一性问题。还有一些是利用不动点理论来讨论某些方程的各种解的存在性的,并取得了很大的进展。本文主要讨论了两类微分方程的渐近概周期解的存在性和唯一性。
近年来,随着高寒深季节冻土区城市地下空间开发与利用,开挖深度大、平面形状复杂的深大基坑数量不断涌现。但是,深大裸露基坑常因施工周期较长而面临越冬问题。冬歇期由于土体冻胀而导致以预应力锚索为技术主体的锚固支护结构失效甚至破坏问题日渐凸显。然而,国内外针对高寒冻融区深基坑越冬期预应力锚固结构可靠性的研究近系空白,致使目前高寒冻融区深基坑锚固支护一直缺乏科学合理的设计方法、施工技术,致使高寒冻土区深基坑
水泥基材料具有比较高的抗压强度而应用于建筑行业多个领域,但是其抗折强度相对较低,吸收能量的能力较弱,当拉应力较大时结构就会破坏,为了避免发生更大的破坏,应进行及时的修补,修补材料应具有足够大的抗折强度以继续抵御外部荷载。在水泥基材料中掺有纤维可以提高试件的抗折强度,但是许多研究表明只有纤维沿应力方向排布时才能够充分发挥纤维的增韧能力。除此之外,在我国北方冬季气温较低,在修补过程中新拌水泥基材料容易
近年来,我国冰雪灾害频发,雪致工程灾害不断增加。调查发现,风雪运动会造成屋面积雪的不均匀分布,从而导致屋面局部雪荷载过大是导致建筑物发生雪致工程事故的主要原因。我国现行建筑结构荷载规范对若干形式较简单的常规屋面给出了相应的积雪分布系数,但对于交通枢纽、体育场馆和展览中心等大型公共建筑,由于其跨度大、体型复杂,很难根据规范建议确定其积雪分布系数。因此,研究大跨度复杂结构屋面积雪的分布规律具有非常重要
供水管网是整个城市的生命线,对于保障城市发展和人民生活水平具有至关重要的作用。随着城市的不断扩张,现有供水系统无法满足日益增长的供水需求,部分城市管网老化现象严重,对供水安全产生了极大威胁。制定科学合理的改扩建方案对于节约供水管网投资、保证供水安全具有重要的意义。本文以北方某中小城市A市为研究对象,结合现状供水管网存在的问题,对A市供水管网改造方案进行了研究,主要研究成果如下:本文在收集研究区域供
桩板式挡土墙结构不受普通挡土墙高度限制,施工便捷,造型美观,后期维护成本低,因而广泛应用于人工路堑边坡以及山区高陡边坡等支护工程。目前,桩板式挡土墙的桩体普遍采用矩形截面,但矩形截面桩成孔方法依赖人工挖孔,施工周期长,且施工安全难以得到保障。圆形截面桩可以通过机械成孔,效率高,安全性好,在公路边坡防护中已有众多应用。拱形结构可以通过材料合理的空间排布,改善材料受力特性,充分发挥混凝土材料的抗压性能
钢-混凝土组合结构因其优越的力学性能和经济效益在国内外得到了广泛应用,但腐蚀问题也随着所处应用的不断拓展而变得愈发严重。为了解决腐蚀问题,镀锌波纹钢管混凝土新型构件应运而生。镀锌波纹钢管可为该类构件提供良好的防腐能力,同时也能对内部核心混凝土提供较强的约束作用,因此适合在高架桥、城市立交桥和工业与民用建筑结构中用作墩柱构件。实际工程中,可能会形成剪跨比较小的短柱或超短柱,剪切破坏可能成为构件乃至结