鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切性能研究.pdf

1、鋼纖維混凝土是近年來迅速發(fā)展起來且應(yīng)用廣泛的新型建筑復(fù)合材料，具有優(yōu)良的物理力學(xué)特性。隨著混凝土強(qiáng)度的提高，鋼纖維與高強(qiáng)混凝土間優(yōu)良的界面粘結(jié)性能將使鋼纖維混凝土的優(yōu)勢得以更為有效的發(fā)揮，較好地彌補(bǔ)了高強(qiáng)混凝土易裂、脆性大及延性差等的不足，進(jìn)而改善高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能和使用性能。為了進(jìn)一步推廣鋼纖維混凝土的應(yīng)用，本文通過試驗研究和理論分析，對鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板的沖切受力性能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下： 1．結(jié)合鋼纖維高強(qiáng)混

2、凝土的受力特點，探討了鋼纖維高強(qiáng)混凝土的原材料選擇要求和配合比設(shè)計，進(jìn)行了相關(guān)的試驗，結(jié)果表明，采用常規(guī)制備工藝可以制備出滿足強(qiáng)度和工作性能要求的鋼纖維高強(qiáng)混凝土。 2．通過高強(qiáng)混凝土和鋼纖維高強(qiáng)混凝土試件的抗壓試驗、抗拉試驗、抗折試驗，探討了鋼纖維體積率和混凝土基體強(qiáng)度等級對鋼纖維高強(qiáng)混凝土破壞形態(tài)和基本力學(xué)性能的影響，分別提出了鋼纖維高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗壓彈性模量的計算公式，為鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板

3、沖切性能的研究提供數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。 3．通過13塊無腹筋簡支整澆雙向板的試驗研究，研究了鋼纖維體積率、鋼纖維摻加范圍和混凝土基體強(qiáng)度等級對鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切受力性能、破壞形態(tài)、裂縫的發(fā)生和發(fā)展、開裂承載力和沖切極限承載力、鋼筋和混凝土應(yīng)變及沖切破壞機(jī)理等的影響，探討了達(dá)到鋼筋全截面鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切受力性能的鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板的鋼纖維摻加范圍和使鋼纖維達(dá)到最佳增強(qiáng)效果的鋼纖維體積率。結(jié)果表明，鋼纖維的摻入

4、有效的改善了鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板的沖切受力性能。隨著鋼纖維體積率或鋼纖維摻加范圍的增加，鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切極限承載力和韌性線性提高，但摻加范圍增大到2倍板厚以上后，沖切極限承載力和韌性基本不再提高。鋼纖維體積率為2.0％時，對鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板增強(qiáng)增韌效果較好。 4．根據(jù)本文試驗對沖切破壞過程和破壞形態(tài)的認(rèn)識，建立了相應(yīng)的沖切破壞機(jī)構(gòu)，運(yùn)用塑性極限分析方法和三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論，推導(dǎo)了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土

5、板沖切極限承載力計算公式的塑性解。在試驗板沖切極限承載力塑性極限分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮影響試驗板沖切承載力的主要參數(shù)，結(jié)合本文及收集到的有關(guān)試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，提出了適用于鋼筋高強(qiáng)混凝土板、鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板和鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切極限承載力的統(tǒng)一計算公式。 5．根據(jù)試驗板沖切變形的試驗結(jié)果，探討了鋼纖維體積率、鋼纖維摻加范圍和混凝土基體強(qiáng)度等級對試驗板沖切變形發(fā)展和分布的影響。采用薄板小撓度理論，建立了鋼筋局部鋼纖

6、維高強(qiáng)混凝土板荷載-中心撓度曲線上升段撓度計算方法，并結(jié)合試驗結(jié)果擬合了適用于鋼筋高強(qiáng)混凝土板、鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板和鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土板荷載一中心撓度曲線的上升段的計算公式。 6．分析了影響試驗板沖切韌性的主要因素，提出了適用于鋼筋高強(qiáng)混凝土板、鋼筋局部鋼纖維高強(qiáng)混凝土板和鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土板沖切韌度的統(tǒng)一計算公式，且計算值與試驗結(jié)果符合較好，為定量分析與計算板沖切韌性奠定了基礎(chǔ)。 7．利用ANSYS通用有限