局部高摻量鋼纖維混凝土復合梁抗彎力學性能研究.pdf

1、普通鋼纖維長細比大，在混凝土中體積摻量一般不超過2％，鋼纖維混凝土的增強效應并不顯著。當纖維體積摻量超過2％，纖維難以分散均勻，混凝土工作性差，材料的力學性能反而會劣化。論文提出一種基于斷裂力學原理的纖維材料改性水泥基復合材料的研究方法，實現(xiàn)傳統(tǒng)鋼纖維混凝土難以實現(xiàn)的高體積率，得到一種“高韌性、高強度”兼?zhèn)涞奈摻z鋼纖維混凝土，并根據(jù)梁式結(jié)構(gòu)拉壓應力場特點，采用材料結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法提出了一種局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復合梁，充分發(fā)揮材料

2、的優(yōu)勢，提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能、承載能力和延性等力學性能，促進梁式結(jié)構(gòu)的輕型、大跨發(fā)展。
　　論文研發(fā)了一種新型微鋼絲鋼纖維混凝土，設(shè)計了局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復合梁，開展了復合梁的抗彎性能試驗研究和有限元分析，得到如下結(jié)論:
　?、倩跀嗔蚜W原理，提出了實現(xiàn)鋼纖維高摻量方法，采用常規(guī)混凝土制備工藝研發(fā)了一種新型高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土，體積率可達6％，具有優(yōu)良工作性能和力學性能。②當纖維體積率不超過6％，新型微鋼絲鋼纖

3、維混凝土強度（抗壓、彎拉）、楊氏模量以及韌性隨纖維體積率的增加而增大。當微鋼絲體積摻量為6.0％時，與同等配合比普通混凝土相比，抗壓強度提高33.3％，彎拉強度提高114.6％，彈性模量提高11.8％，初裂強度提高41.2％，等效彎曲強度提高293.6％，彎曲韌度比提高了184.6％。微鋼絲鋼纖維混凝土是一種高性能水泥基復合材料。③基于斷裂力學和材料結(jié)構(gòu)化設(shè)計思想提出了局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復合梁新結(jié)構(gòu)。④局部高摻量鋼纖維混凝土復

4、合梁抗彎性能研究表明，新結(jié)構(gòu)抗裂性能、承載力、剛度、裂紋發(fā)展顯著改善。開裂荷載提高107.1％（達到同等設(shè)計的普通鋼筋混凝土的正常使用荷載），屈服荷載提高44.9％，極限荷載提高42.0％;抗裂性能顯著改善，當以裂縫寬度條件作為控制（對于一類和二類環(huán)境，允許裂縫寬度為0.2mm時），承載力提高32.9％;抗彎剛度和變形性能顯著改善，當以變形條件作為控制（結(jié)構(gòu)正常使用階段，跨中撓度為L/300時），承載力提高46.7％。⑤采用實測微鋼絲鋼