高性能纤维增强水泥基复合材料/钢筋混凝土组合构件的优化设计和抗震性能研究

纤维增强水泥基复合材料具有韧性高、延性好和吸收能量高等特点，但成本相对较高，制约了其在工程结构中广泛使用。本课题通过优化设计，采用聚乙烯醇（PVA）纤维增强水泥基复合材料（ECC）与钢筋混凝土形成组合构件，有效提高了结构的抗震性能。首先,采用高精度电子显微镜对PVA-ECC进行微观结构分析，优化其组成配比，并进行材料力学性能试验，确定其在不同应力状态下的本构关系。然后，基于对工程结构的抗震性能分析，确定受力不利或应力集中部位，或由于钢筋致密造成混凝土难以浇筑的部位。采用PVA-ECC与钢筋混凝土形成组合构件（梁、柱、梁柱结点等），对其抗震性能进行试验研究，弄清其在地震作用下破坏模式和机理，建立相应的恢复力特性模型。本课题还将进行PVA-ECC与混凝土和钢筋之间粘结性能试验研究，建立理论计算模型。最后，基于钢筋混凝土结构的抗震设计理论，提出PVA-ECC/钢筋混凝土组合构件的抗震设计方法。