新型环氧树脂混凝土桁架结构的受力机理及极限承载力研究

The main advantages of new epoxy resin concrete are high strength, good toughness, good corrosion resistance, crack resistance.Compared to concrete structure and steel structure,the truss structure of epoxy resin concrete has the synchronous growth of the strengh and the plasticity,the better seismic、assembly、corrosion resistance and fireproof,the less wet operation,the shorter time limit,the lower cost,the easier construction and maintenance and so on.It will be a new type of structure instead of concrete truss and steel truss to apply in structures of roof truss、bridge and space truss.The project takes the method of combining the test with the theoretical analysis,in which it determines the performance parameters to test specimens of epoxy resin concrete and sets the FEM models of truss strucure to anlyze mechanical properties、failure mode and to ascertain the calculation method of the ultimate bearing capacity.The member of epoxy resin concrete connects by bolts,and it takes to design the best connection joint by test and to determine the design principles to make the assembly of structure to come ture by analyzing the mechanical properties and failure mode of bolts and junction plate.The study will establish and perfect the theory of design and calculation to provide a new mode for realization of the new type structure of high efficiency and energy efficiency and environmental protection.It has obvious economic and social benefits, and contributes to energy efficiency and environmental protection.

新型环氧树脂混凝土具有强度高、韧性好、耐腐蚀、抗裂性好等优点。新型环氧树脂混凝土桁架结构与混凝土结构和钢结构相比，分别具有“强度和塑性同步增长，抗震性好、可装配化、湿作业少、工期短，以及耐腐蚀好、防火性好、耗能好、造价低廉、施工简单、维护方便”等优点，未来可成为替代混凝土桁架和钢桁架的新型结构，应用于屋架、桁架桥、空间桁架等结构中。本项目拟采用试验与理论分析相结合的方法研究，通过新型环氧树脂混凝土试件的试验研究，确定其性能参数，建立常用桁架结构的有限元分析模型，分析受力性能、破坏状态，确定极限承载力计算方法；同时由于新型环氧树脂混凝土构件可进行螺栓连接，通过试验研究确定并设计最佳的节点连接方式，分析螺栓及连接板的受力性能及破坏状态，确定设计原则，实现混凝土结构装配化。该研究将建立并完善设计计算理论，为实现新型高效节能环保结构提供新模式，具有显著的经济效益和社会效益，为节能环保做出贡献。

新型环氧树脂混凝土是一种节能环保的建筑材料，具有强度高、塑性好等显著优点，是极具潜力的工程结构材料。本项目研究了新型环氧树脂混凝土配合比及合适掺量下的力学性能指标。模拟分析了不同因素情况下的两类新型环氧树脂混凝土桁架（包含装配式桁架和整体式桁架）节点及桁架柱节点，研究了桁架节点和桁架柱节点的破坏形态和极限承载力，优化了各节点设计方案，制定了桁架节点详细的节点标准图。模拟分析了两类新型环氧树脂混凝土桁架结构节点的受力性能，分析了各桁架在外荷载作用下的内力及变形，研究了杆件的受力性能、结构的变形、破坏状态和极限承载力，确定了新型环氧树脂混凝土桁架构件及结构的设计及计算原理。模拟研究了新型环氧树脂混凝土装配式桁架结构在竖向荷载、风荷载和地震作用下的应力分布及变形特征。研发了多功能节点试验装置，保证了试验的可行性和精确度，采用邦威100t液压伺服作动器对各桁架节点进行试验，确定极限承载力。使用非接触全场应变测量系统VIC-3D采集试验数据，研究其破坏形态，总结破坏规律。试验对比分析了新型环氧树脂混凝土桁架与钢结构桁架，明确了新型环氧树脂混凝土桁架结构的优势。.除基本研究任务外，还研究了不同长细比、柱高比、混凝土保护层厚度和偏心距因素对新型环氧树脂混凝土和普通混凝土排架柱的影响，明确了新型环氧树脂混凝土排架柱的显著优势。研究了新型环氧树脂混凝土梁的抗弯、抗剪性能及影响因素。通过抗弯抗剪试验，验证了理论结果的可靠性，总结了梁简化力学模型承载力计算方法。研究了新型环氧树脂混凝土轴心受力构件。项目的研究为后续新型环氧树脂混凝土应用于工程结构提供了重要的参考。.项目研究期间，先后发表了专业论文32篇，其中 1篇 SCI 检索，12篇 EI 检索，1篇 ISTP 检索，5篇中文核心期刊，其它论文13篇。申请并获得受理国际发明专利2项，获得授权国家发明专利1项，申请并获得受理国家发明专利 5项，实用新型专利1项，编制了节点详图7张，培养研究生12人。