HRB500級高性能鋼筋鋼纖維混凝土梁受彎性能試驗研究

通過12根配置hrb500級鋼筋的混凝土梁在集中荷載作用下的受彎試驗,分析了試驗構(gòu)件的受彎性能,討論了gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中關于受彎承載力和裂縫寬度計算公式的適用性,同時對摻入聚丙烯纖維的構(gòu)件進行了對比試驗研究。試驗結(jié)果表明:配置hrb500級鋼筋的混凝土梁的受力性能與普通鋼筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中的相關公式計算受彎承載力及裂縫寬度。同時摻入聚丙烯纖維能夠提高受彎構(gòu)件的開裂荷載,增加裂縫數(shù)量,減小裂縫間距及裂縫寬度。

為了進一步研究高強鋼筋混凝土梁的剛度計算方法,進行了15根hrb500級鋼筋混凝土簡支梁及2根hrb335級鋼筋混凝土對比梁的試驗,詳細分析了hrb500級鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級鋼筋混凝土簡支梁正截面符合平截面假定,實測撓度比現(xiàn)行規(guī)范計算值略大,相對誤差在6%左右,根據(jù)該試驗和收集的部分高強鋼筋混凝土梁的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計算hrb500級鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

在鋼筋混凝土扁梁中摻入鋼纖維,可有效提高扁梁的抗彎初裂強度及抗彎極限強度。本文通過6根鋼纖維混凝土扁梁的彎曲試驗,研究在彎曲荷載下的破壞形態(tài)及鋼纖維含量對受彎性能的影響,著重分析對比了不同試件受力過程、裂縫開展情況、破壞情況和鋼纖維的拉結(jié)咬合作用,并進行正截面承載力驗算,將試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)行纖維混凝土規(guī)程(cecs38:2004)對比,驗證了cecs38:2004對鋼纖維混凝土扁梁的適用性。

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗,建立了hrb500級鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎,通過求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應,得到撓度、曲率、應變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計算結(jié)果與7根試驗梁結(jié)果相比較,驗證了模型的準確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應變等的變化情況.對多因素進行參數(shù)分析,分析表明:采用高強度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

本文闡述了12根鋼筋鋼纖維高強混凝土梁的基本試驗條件;分析了縱筋配筋率、鋼纖維體積率、梁高和鋼筋強度等級等對鋼筋鋼纖維高強混凝土梁受彎極限承載力和初裂彎矩的影響;并給出了相應的結(jié)論。

通過4個不同鋼纖維體積率的鋼筋混凝土連梁在低周反復荷載作用下的試驗,測試了連梁在低周反復荷載作用下鋼筋應變和側(cè)向位移,分析了鋼纖維對連梁中鋼筋應變和側(cè)向位移的影響規(guī)律.研究結(jié)果表明:鋼纖維對連梁的縱向鋼筋應變、箍筋應變和側(cè)向位移影響明顯;隨著鋼纖維體積率的增大,鋼筋的極限應變和連梁的極限位移都顯著增大.

首先建立了鋼筋鋼纖維混凝土梁曲率沿梁長的分布曲線模型,然后結(jié)合結(jié)構(gòu)力學理論,推導了鋼筋混凝土梁和鋼纖維增強鋼筋混凝土梁變形的理論計算公式,并結(jié)合試驗結(jié)果,提出了適合于鋼筋混凝土梁和鋼纖維增強鋼筋混凝土梁,并研究了鋼纖維對鋼筋混凝土梁等效塑性區(qū)長度的影響.研究表明,鋼纖維增大了等效塑性區(qū)長度,使構(gòu)件塑性區(qū)的塑性變形能力得到了改善,提出的等效塑性區(qū)長度的統(tǒng)一計算公式可用于鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼纖維增強鋼筋混凝土構(gòu)件等效塑性區(qū)長度的計算,計算結(jié)果與試驗結(jié)果比較吻合.

在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.

基金項目:廣東省自然科學基金項目資助，項目編號: 06301038;建設部科研開發(fā)項目資助，項目編號:06－k1 －37、07－k4－5、07－k4－13、10－k3－27、10－k4－18 收稿日期:2011—04—02 作者簡介:高樂(1986—)，男，江西南昌人，碩士研究生。 高性能鋼纖維混凝土的制備與力學性能研究 高樂 (廣州大學土木工程學院，廣東廣州510006) 摘要:采用普通硅酸鹽水泥、超細粉煤灰、硅灰、高 效減水劑、鋼纖維和石英砂等原材料，使用常規(guī)的 制備工藝，配制出鋼纖維體積率(vf)為0～5%的 高性能鋼纖維混凝土(hpsfrc)，并且測試出其 抗壓強度。采用桿徑為40mm的霍普金森壓桿 裝置對hpsfrc試塊進行沖擊試驗，測出其在沖 擊荷載作用下的動態(tài)抗壓強度。最后根

針對超高性能鋼纖維混凝土（uhpsfrc）隧道襯砌的抗爆性能,運用有限元軟件ls-dyna建立了超高性能鋼纖維混凝土隧道襯砌在內(nèi)爆荷載作用下的三維有限元模型,比較了uhpsfrc隧道襯砌與普通混凝土隧道襯砌抗爆性能的異同,研究了爆源位置、隧道埋深、鋼纖維摻量等參數(shù)對uhpsfrc隧道襯砌抗爆性能的影響。結(jié)果表明：與普通混凝土隧道襯砌相比,uhpsfrc隧道襯砌抗爆性能更為優(yōu)異;偏心爆炸情況下隧道襯砌主要表現(xiàn)為局部破壞,并且局部破壞程度要明顯大于中心爆炸情況;與深埋工況相比,淺埋隧道襯砌在爆炸荷載作用下的損傷破壞更為嚴重;在一定范圍內(nèi)鋼纖維摻量越大,隧道襯砌抗爆性能越好。

hrb500級鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗 第六圖書館 在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范 的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.在3根hrb500級 鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土

對8根hrb500高強鋼筋混凝土梁以及2根普通鋼筋混凝土梁受彎性能進行了對比試驗,分析了試驗梁的裂縫分布、短期最大裂縫寬度以及撓度的變化情況.結(jié)果表明:2種鋼筋混凝土梁的受彎性能和撓曲模式基本相同;正常使用極限狀態(tài)下的平均裂縫間距、跨中撓度實測值與按gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中平均裂縫寬度與短期剛度公式得到的計算值相符得較好,而短期最大裂縫寬度計算值則普遍大于實測值.根據(jù)實測結(jié)果比較分析,建議從降低最大裂縫寬度保證率和調(diào)整計算鋼筋應力2個方面,對配置該類鋼筋的受彎構(gòu)件裂縫寬度計算方法進行適當?shù)男拚?

為了探討不同摻量的鋼纖維對混凝土力學性能的影響,文章試驗研究了在相同條件下,當纖維摻量不同時,對混凝土的力學性能的影響。試驗表明鋼纖維明顯提高了混凝土的抗折強度,且抗折強度隨鋼纖維體積摻量增加而增長。但不是纖維摻量越大越好,要根據(jù)工程實際,通過試驗確定最佳纖維摻量。

根據(jù)12個小梁彎曲韌性的試驗、12個切口梁韌性試驗,研究了鋼纖維對基體的初裂彎曲抗拉強度、殘余彎拉強度、彎曲韌度指數(shù)的影響。分析了鋼纖維對基體變形性能的影響及增韌效果。同時探求由殘余彎拉強度和鋼纖維的特征參數(shù)這兩個方面求得鋼纖維混凝土正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)下的抗拉強度值。結(jié)果表明:鋼纖維混凝土是理想的地下結(jié)構(gòu)建筑材料,能夠適應所需要的強度和變形的要求。

鋼纖維混凝土試驗方法cecs13∶89 長江委信息研究中心館藏1 中國工程建設標準化協(xié)會標準 鋼纖維混凝土試驗方法 cecs13∶89 主編單位:哈爾濱建筑工程學院 大連理工大學 批準單位:中國工程建設標準化協(xié)會 批準日期:1989年12月26日 1991北京 前言 鋼纖維混凝土是我國近幾年發(fā)展起來的新材料。它具有耐磨、抗拉 和抗剪性能強的優(yōu)點,因此,可以廣泛用于道路工程(包括機場跑道)、水工 和港口工程、鐵路工程以及工業(yè)與民用建筑中的剛性屋面、抗震節(jié)點和 廠房地面。為了統(tǒng)一鋼纖維混凝土的試驗方法,以滿足《鋼纖維混凝土結(jié) 構(gòu)設計與施工規(guī)程》的技術(shù)要求,本標準起草小組以科學試驗為基礎,結(jié)合 這種材料的工程實踐,并反復征求有關單位和專家的意見,制訂了本標準, 最后經(jīng)全國鋼筋混凝土標準技術(shù)委員會審查定稿。 現(xiàn)批準《鋼纖維混凝土試驗方法》cecs1

采用shpb實驗裝置,通過試驗得到了壓桿中入射波與透射波隨時間變化曲線,通過shpb實驗中的基本關系式求得變應變率條件下被測混凝土材料的應力與應變的關系曲線。并通過動態(tài)放大因子(dif)的計算,確定了c40混凝土的應變率敏感閾值,通過對實驗中的應變率與應力峰值的關系曲線以及dif研究,確定了鋼纖維對混凝土dif的定量影響,從而確定了鋼纖維對混凝土的增強效應。

鋼纖維混凝土具有良好的抗沖擊、抗彎、抗拉以及抗疲勞性能,因此鋼纖維混凝土在構(gòu)件中的工作性能逐漸受到人們的重視。通過對纖維含量不同的鋼纖維混凝土梁進行彎曲靜載與疲勞試驗,分析鋼纖維含量對其彎曲疲勞性能的影響,并通過試驗對鋼纖維混凝土抗裂性能進行一系列研究。

通過對6根不同替代率、不同混凝土強度等級且配置500mpa級鋼筋的再生混凝土適筋梁進行受彎性能試驗研究。重點分析了不同再生骨料替代率和混凝土強度等級對再生混凝土梁平截面假定適用性、承載能力、抗裂性能等方面的影響,探討再生混凝土梁與普通混凝土在破壞形態(tài)等方面的異同。研究表明,除再生混凝土梁開裂荷載理論計算值比實測值大,不利于工程應用外,500mpa級鋼筋再生混凝土梁極限承載力沒有降低,能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,建議對再生混凝土梁開裂荷載理論計算值除以1.3進行調(diào)整。

通過試驗研究了無拉線離心成型鋼筋鋼纖維混凝土電桿的力學性能,包括抗裂度、裂縫寬度及其分布形態(tài)、桿頂變形和極限承載力等。試驗證明:摻入適量鋼纖維后,電桿的抗裂度得到明顯提高,裂縫寬度明顯減小,裂縫間距減小,主裂縫間的裂縫呈短細非貫通性分布形態(tài),電桿的極限承載力有所增大。結(jié)合離心成型工藝特點和鋼纖維分布規(guī)律分析了其中的原因,為工程應用提供了科研依據(jù)。

鋼纖維混凝土的性能及其應用 關鍵詞：混凝土鋼纖維應用科學技術(shù)復合材料中國論文職稱論文 【摘要】鋼纖維混凝土作為新興的建筑復合材料，是科學技術(shù)和建筑業(yè)發(fā)展的必 然產(chǎn)物。本文對鋼纖維混凝土的增強機理進行了闡述，對鋼纖維混凝土的應用作 了簡單的介紹。 一、引言 1824年出現(xiàn)波特蘭水泥之后，人類便開始了應用混凝土建造建筑物的歷史。 隨后于1850年和1928年分別出現(xiàn)了鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土，混凝土才 得到了廣泛的應用。20世紀20年代，隨著結(jié)構(gòu)計算理論及施工技術(shù)水平的相對 成熟，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開始被大規(guī)模采用，應用的領域也越來越廣闊。目前它已 是世界上用量最大、使用最廣泛的建筑材料。 混凝土是一種優(yōu)良的建筑材料，但是由于其抗彎、抗拉、抗沖擊韌性差，嚴 重的影響其被廣泛使用。于是便考慮是否可以在混凝土中加入抗拉強度高、韌性 好、短而細的纖維來改善混

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鋼纖維混凝土的性能及應用——本文針對鋼纖維混凝土的力學性能和結(jié)構(gòu)研究越來越深入，目前在混凝土修補維修橋面鋪裝等方面進行了詳細地闡述?！　?/p>