混凝土开裂原因论文提纲

论文题目：基于有限差分理论的纤维编织网增强自应力混凝土开裂荷载与开裂挠度计算模型研究

摘要：混凝土以其良好的抗压性能、耐火性能以及低廉的价格等优势,在各种建筑结构当中得到了越来越广泛的应用。但是,混凝土抗拉性能相对较弱,大部分钢筋混凝土构件处于带裂缝工作状态。裂缝的产生与发展弱化了混凝土对钢筋的保护能力,加速了混凝土的损伤发展、提高了钢筋的锈蚀速度,降低了钢筋与混凝土的协同受力性能,进而威胁到了结构整体的正常使用与极限承载力。研究表明,自应力凝土可以与纤维编织网结合,从而形成一种新型建筑材料,即纤维编织网增强自应力混凝土（textile reinforced self-stressing concrete,TRSSC）,TRSSC可以在构件受外加荷载之前,在构件内部产生一定的自压应力,其大小在1MPa～3MPa左右,混凝土基体的抗裂性能弱的特点由于自压应力的产生而得到了缓解,而且纤维编织网布置灵活,可以根据需要在TRSSC基体内的指定位置、指定方向产生指定大小的自压应力,从而极大提高了结构的耐久性与安全性。但是,因纤维编织网约束而产生的自应力值难以通过传统计算理论进行精确表达,而且对TRSSC试件开裂荷载与开裂挠度计算的研究还处于起步阶段,严重制约了TRSSC的工程应用和推广。基于此,依托国家自然科学基金项目（42072296、51108207、41430642）,本文主要对下列四个方面进行研究:（1）对自应力混凝土基体与普通混凝土基体进行基本力学性能试验,通过分析自应力混凝土基体膨胀的机理,探究自应力混凝土基体力学性能发生变化的原因;（2）通过三分点受弯试验研究混凝土基体类型（普通混凝土基体、自应力混凝土基体）与纤维编织网层数对开裂荷载与开裂挠度的影响,分析开裂荷载与开裂挠度的变化规律;（3）对TRSSC梁的膨胀量进行定期测量,并以人工神经网络为基础,探究试件膨胀量随着养护龄期与纤维网层数的变化规律,为定量描述TRSSC梁式试件的膨胀量提供一种思路;（4）根据试件膨胀量计算TRSSC试件自应力水平,并以弹性力学为基础,利用有限差分法,计算TRSSC梁的开裂荷载与开裂挠度,并通过试验数据对计算结果的正确性进行验证。本文解释了TRSSC可以提高试件抗裂性能的原因,确定了TRSSC梁开裂荷载与开裂挠度的影响因素,建立了一种计算方法对TRSSC梁开裂荷载与开裂挠度进行描述,为TRSSC在实际工程中的应用提供指导。

关键词：纤维编织网;自应力混凝土;抗裂性;挠度;有限差分法

学科专业：结构工程

摘要

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 自应力混凝土研究现状

1.2.1 自应力混凝土国外研究现状

1.2.2 自应力混凝土国内研究现状

1.3 TRC研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 TRSSC研究现状

1.5 本文的研究工作

第2章 TRSSC梁的抗弯试验研究

2.1 引言

2.2 材性试验

2.2.1 试验材料

2.2.2 立方体抗压强度试验

2.2.3 轴心抗压强度试验

2.2.4 薄板抗拉强度试验

2.2.5 纤维束拉伸试验

2.2.6 静态弹性模量试验

2.3 混凝土基体水化产物微观形态

2.4 梁式构件三分点受弯试验

2.4.1 梁式试件的制作

2.4.2 梁式试件三分点受弯试验

2.5 本章小结

第3章 基于人工神经网络预测TRSSC梁膨胀量

3.1 引言

3.2 TRSSC试件膨胀量测量

3.4 神经网络模型预测TRSSC试件膨胀量

3.4.1 BP神经网络模型

3.4.2 RBF神经网络模型

3.5 本章小结

第4章 TRSSC梁开裂荷载与开裂挠度计算模型

4.1 引言

4.2 TRSSC基体自应力值计算

4.3 梁式构件开裂荷载与开裂挠度的计算分析

4.3.1 计算模型简化

4.3.2 剖分网格

4.3.3 推导差分公式

4.3.4 建立差分方程

4.3.5 边界条件与节点位移的计算

4.3.6 开裂荷载与开裂挠度计算

4.4 本章小结

第5章 结论及展望

5.1 本文的主要结论

5.2 研究前景及展望

参考文献

作者简介及科研成果

致谢