林涛[1]2002年在《钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究》文中研究说明钢纤维高强混凝土是综合了钢纤维混凝土和高强混凝土优点的一种新型材料，较普通混凝土具有改善构件的刚度和延性、提高抗裂度、耐久性等优点。针对修订《纲纤维混凝土设计与施工规程》，本文着重在钢纤维高强混凝土梁的抗弯结构性能方面进行了研究，做了如下工作： 1．对现有的普通钢纤维混凝土基本理论和计算方法进行阐述和总结，并针对钢纤维高强混凝土的特殊性提出适合它的计算理论。 2．研究影响钢纤维高强混凝土梁抗弯极限承载力的各种因素，并对其主要影响因素——纤维特征参数和高强混凝土的基体强度进行分析，建立适合钢纤维高强混凝土受弯构件承载力的计算公式。 3．研究影响钢纤维高强混凝土梁初裂荷载的各种因素，并着重分析纤维特征参数的改变及混凝土强度提高所产生的影响，提出适合钢纤维高强混凝土受弯构件初裂荷载的计算公式。 4．研究影响钢纤维高强混凝土梁在正常使用极限状态下裂缝宽度的各种因素，针对各个品种的钢纤维及高强混凝土修正原有钢筋钢纤维混凝土构件正常使用极限状态下裂缝宽度验算公式。 5．分析试验中构件变形现象，对钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的短期刚度进行分析，同时分析影响构件延性的各种因素，提出一种适合钢纤维高强混凝土梁曲率的计算公式。
陈刚[2]2017年在《钢筋钢纤维纳米混凝土粘结及梁受弯性能计算方法》文中认为随着我国水利水电、海岸海洋、土木建筑、道路桥梁等工程建设的深入,对混凝土材料及其结构性能提出了更高的要求。混凝土复合化是提高混凝土结构性能、满足现代化工程建设需要的有效方法。本文通过钢纤维与混凝土细观复合以及纳米材料与混凝土微观复合,形成钢纤维纳米混凝土,进一步研究钢筋与钢纤维纳米混凝土粘结性能以及钢筋钢纤维纳米混凝土梁正截面受弯性能,建立相应的计算模型和公式。主要内容如下:(1)通过164个粘结试件的粘结试验,探讨了基体强度、钢纤维体积率、纳米材料(纳米SiO_2和纳米CaCO_3)掺量、钢筋类型和试件形式对粘结破坏形态、粘结滑移曲线和粘结强度的影响,分析了钢纤维以及纳米材料的作用机理。(2)根据钢纤维纳米混凝土具有较大变形和裂缝扩展能力的特点,建立了钢纤维纳米混凝土环向应变和环向伸长的表达式。在此基础上,将弹性力学理论、虚拟裂缝理论与钢纤维纳米混凝土软化模型相结合,提出了钢筋与钢纤维纳米混凝土粘结强度的计算方法。利用本文及相关文献试验得到的粘结强度结果对提出的方法进行了验证,同时分析了保护层厚度、裂缝数量和钢筋直径对粘结强度的影响。(3)通过对钢筋纵向开槽,槽内均匀粘贴应变片的局部粘结试验结果的分析,建立了叁次多项式表达的粘结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维纳米混凝土粘结应力和相对粘结滑移沿粘结区段的分布。在此基础上,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维纳米混凝土受力过程的粘结应力-滑移关系模型。(4)通过12根钢筋钢纤维纳米混凝土梁的正截面受弯性能试验,分析了基体强度、钢纤维体积率和纳米材料(纳米SiO_2和纳米CaCO_3)掺量对梁开裂弯矩、裂缝发展、跨中截面混凝土应变和挠度的影响;考虑梁开裂后钢纤维对开裂截面的作用,提出了钢筋钢纤维纳米混凝土梁正截面承载力的计算方法及公式;同时,结合国内外现行规范,建立了基于有效惯性矩法和解析法的梁截面刚度的计算方法及公式。
李春蕊, 王学志, 李根, 胡柯心, 张晓飞[3]2018年在《纤维混凝土梁研究综述》文中研究说明对纤维增强混凝土梁的国内外研究进展进行了归纳总结,从试验分析方面阐述了纤维对梁力学性能的影响;在理论研究方面对纤维混凝土梁的抗弯和抗剪理论及抗剪承载力计算公式进行了总结并对公式的实用性做了进一步的阐述;在数值模拟方面介绍了纤维混凝土梁数值计算使用的的软件及成果。最后,基于现有的研究成果,提出了目前存在的不足,探讨了未来纤维混凝土梁的发展方向。
林涛, 黄承逵[4]2003年在《钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究》文中研究指明通过 2 5根钢筋钢纤维混凝土梁的抗弯性能试验 ,研究了钢纤维和高强混凝土对受弯构件初裂强度、极限强度和延性的影响。给出了钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的正截面承载力计算公式
管巧艳[5]2005年在《钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能研究》文中研究指明钢纤维高强混凝土是一种性能优良的新型建筑材料,它在充分利用混凝土强度的同时,也改善了高强混凝土的一些力学性能。本文对12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能进行了试验研究和理论分析,提出了适合钢筋钢纤维高强混凝土梁的计算公式,主要内容如下: 1、阐述了钢纤维混凝土、高强混凝土、钢纤维高强混凝土的研究现状以及钢纤维增强混凝土的理论:纤维间距理论和复合力学理论,提出本文的主要研究内容及研究方法。 2、通过对本文试验梁的研究,分析了钢纤维体积率、纵筋配筋率、梁高和钢种的变化对钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面受力性能、破坏形态、受弯承载力等的影响,提出了与钢筋钢纤维普通混凝土梁及钢筋高强混凝土梁相衔接的钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面受弯承载力的计算公式。 3、研究了钢纤维体积率、纵筋配筋率、梁高和钢种对钢筋钢纤维高强混凝土梁开裂弯矩的影响,并与现行有关规范相结合推导了适合钢筋钢纤维高强混凝土梁的开裂弯矩计算公式。 4、对试验梁加载整个过程裂缝的发展情况进行描述和对比,探讨钢纤维体积率、纵筋配筋率、梁高及钢种对钢筋钢纤维高强混凝土梁裂缝的发生和发展以及最大裂缝宽度的影响,结合裂缝形态图对影响因素进行了分析,依据现行有关规范,给出了钢筋钢纤维高强混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式。 5、分析了钢纤维体积率、纵筋配筋率、梁高和钢种对钢筋钢纤维高强混凝土梁荷载-挠度曲线的影响,结合我国现行有关规范,提出钢筋钢纤维高强混凝土梁刚度计算公式。
刘兰, 卢亦焱, 徐谦[6]2010年在《钢筋钢纤维高强混凝土梁的抗弯性能试验研究》文中提出通过6根钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能试验,研究普通钢筋高强混凝土梁掺入钢纤维后的破坏特征和受力性能,分析纵筋配筋率和钢纤维体积率对钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯极限承载力、抗裂弯矩、最大裂缝宽度及截面刚度的影响。试验结果表明:与普通钢筋高强混凝土梁相比,钢纤维的掺入可以有效约束裂缝发展,显着提高梁的抗弯承载力、整体刚度和极限变形能力。结合本文试验结果以及现行规范计算方法,提出抗弯承载力计算公式和最大裂缝宽度计算公式,计算结果与试验结果吻合较好,可为实际工程应用提供参考。
李金章[7]2012年在《BFRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究》文中指出纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)筋混凝土结构存在变形、裂缝宽度过大等问题,通过发挥钢纤维高强混凝土强度、韧性优势与FRP筋形成一种新型结构体系可以满足工程结构对耐久性与适用性的要求。本文采用试验研究与理论分析相结合的方法,研究了BFRP筋钢纤维高强混凝土梁的正截面受弯性能,主要研究内容及成果如下：(1)研究了BFRP筋配筋率、钢纤维体积掺量对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁开裂荷载和极限荷载的影响,描述了裂缝开展和破坏形态,分析了筋材应力-应变、挠度及裂缝宽度的变化规律。结果表明：钢纤维显着改善了BFRP筋钢纤维高强混凝土梁正常使用极限状态下的使用性能,缓解了构件耐久性与适用性之间的矛盾。(2)BFRP筋钢纤维高强混凝土梁跨中正截面基本符合平截面假定。根据配筋率、钢纤维掺量采用不同的分析模型,分别运用极限理论建立了不同破坏形态的极限受弯承载力计算公式。(3)采纳美国ACI规范计算裂缝宽度的原理,将钢纤维对裂缝宽度的影响简化为对纵筋类型系数的修正,发现少筋梁的Kf系数呈现线性发展趋势,超筋梁成折线形态发展,据此得到的裂缝宽度计算公式与试验结果符合较好。(4)通过修正ACI规范公式中的有效惯性矩,得到与试验值吻合较好的BFRP筋钢纤维高强混凝土受弯构件挠度计算公式。(5)根据构件脆性破坏特征的分析,给出了BFRP筋钢纤维高强混凝土受弯构件的延性定义及评价指标,并通过取得的试验数据验证了计算方法的准确性。
程晟钊[8]2018年在《BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯性能研究》文中研究指明玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋是一种具有轻质高强、耐腐蚀、电绝缘和高性价比等诸多优良特性的环境友好型复合筋材,将其与钢纤维高强混凝土结合,形成BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土结构,在减轻结构自重、提高结构承载力和耐久性的同时,限制其裂缝和变形的发展,提高其延性。而仅在结构的部分截面掺加钢纤维,形成BFRP筋钢纤维部分增强高强混凝土结构,可在发挥以上诸多优点的同时,降低工程造价,具有较好的应用前景。本文通过1根钢筋钢纤维高强混凝土梁、1根BFRP筋高强混凝土梁和16根BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的受弯试验,研究了两种不同钢纤维增强形式(全截面增强和部分增强)的BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯性能,探讨了钢纤维体积率、钢纤维混凝土层厚度和FRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁破坏模式、受弯承载力、荷载-挠度曲线、使用荷载、荷载-最大裂缝宽度曲线、平均裂缝宽度、裂缝宽度差异性和延性的影响,建立了BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯承载力、刚度和裂缝宽度的计算方法。主要研究内容及研究成果如下:(1)BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的受弯破坏模式及承载力计算方法研究BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁破坏模式可分为FRP筋拉断破坏、混凝土压碎破坏以及平衡破坏。钢纤维体积率、钢纤维混凝土层厚度和FRP筋配筋率均对梁的破坏模式有不同程度的影响。在BFRP筋高强混凝土梁的全截面掺加钢纤维可显着提高其受弯承载力,而仅在部分截面掺加钢纤维对其受弯承载力影响不大。FRP筋配筋率的增大可提高BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的受弯承载力。结合试验结果,根据不同的破坏模式,提出了考虑钢纤维影响的BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯承载力计算方法。(2)BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的变形性能及刚度计算方法研究钢纤维的加入可提高BFRP筋高强混凝土梁的使用荷载。钢纤维体积率、钢纤维混凝土层厚度和FRP筋配筋率的增大可抑制BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁变形的发展,在0.57倍梁高以下受拉区掺加钢纤维可使梁的变形性能与全截面掺加钢纤维的梁接近。分别基于解析法和有效惯性矩法,考虑钢纤维的影响,提出了BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁刚度计算方法。(3)BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的裂缝发展及裂缝宽度计算方法研究钢纤维体积率、钢纤维混凝土层厚度和FRP筋配筋率的增大可限有效制BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁裂缝的开展,在0.57倍梁高以下受拉区掺加钢纤维对裂缝的抑制作用与全截面掺加钢纤维接近。结合试验结果,提出了考虑钢纤维影响的BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁裂缝宽度计算方法。(4)BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁的延性分析在BFRP筋高强混凝土梁的全截面掺加钢纤维可提高梁的延性,而在部分截面掺加钢纤维会对梁的延性产生一定程度的负面影响;增加FRP筋配筋率可提高BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土的延性。为了限制FRP筋混凝土梁变形和裂缝发展、提高使用荷载和降低工程造价,建议在实际工程中采用部分增强的钢纤维增强形式,仅在0.57倍梁高以下受拉区掺加钢纤维;而对于对延性有较高要求的BFRP筋混凝土结构,建议采用全截面掺加钢纤维的增强形式。
刘赫凯[9]2011年在《钢纤维对高性能自密实混凝土构件弯/剪性能的影响》文中提出对称倾角梁是德国学者提出的一种新型的分析管片力学性能的试验模型,在欧洲盾构法施工隧道的研究中已经得到了广泛认可和应用。而盾构管片是盾构法施工隧道的承重主体,因此对其抗裂性、安全性和耐久性要求很高,但传统钢筋混凝土管片自重较大,在运输、安装过程和运营阶段都可能出现局部开裂、破损现象。单纯提高配筋率或局部加固可能由于新拌混凝土工作性能不足,在管片内部配筋密集区域造成混凝土与钢筋无法形成有效粘结和降低混凝土保护层厚度,从而导致管片在复杂应力作用下形成结构裂缝,使得衬砌结构的整体性被破坏,容易发生渗漏和钢筋锈蚀现象,降低了隧道结构的安全性、耐久性和使用寿命。研究表明高性能钢纤维自密实混凝土具有高性能自密实混凝土高工作性和钢纤维混凝土高韧性的特点,采用增强增韧型长钢纤维可明显提高混凝土的抗拉、抗弯性能,因此可以利用结构型长纤维部分替代传统抗剪钢筋,提高箍筋间距,保证混凝土浇筑质量,提高结构的耐久性。但目前国内针对纤维高性能自密实混凝土的研究相对较少,对于利用结构型长纤维替代管片中钢筋的试验研究尚未见报道。鉴于此,本文尝试从钢纤维高性能自密实混凝土工作性能、抗弯性能和韧性、钢筋钢纤维高性能自密实混凝土梁抗剪性能几个方面对钢纤维高性能自密实混凝土的基本材料性能和利用钢纤维部分甚至完全替代箍筋的可行性进行研究。在此基础上,结合国家自然科学基金项目“混杂纤维对管片的裂缝与力学性能的影响”(51078058),对钢纤维自密实混凝土对称倾角梁的力学性能进行试验研究,本文主要从如下几个方面开展研究工作：(1)应用国际上应用较为广泛的自密实混凝土工作度评价方法,采用坍落流动度试验和J-环试验研究了新拌钢纤维自密实混凝土的工作性能。通过工作度试验和材料试验得到了满足工作性能和强度要求的钢纤维自密实混凝土配合比结果。(2)参照国际材料与结构联合会推荐弯曲试验标准(RILEM TC162-TDF)对硬化后自密实混凝土的抗弯性能进行试验研究,对比了不同尺寸、不同掺量端部弯钩型钢纤维对抗弯性能和弯曲韧性的影响。根据弯曲试验结果建议了钢纤维混凝土达到挠度硬化时钢纤维掺量的判定公式。基于开口梁的试验曲线采用反分析方法求解得到不同掺量钢纤维自密实混凝土的应力-裂缝口宽度关系,并基于应力-裂缝口宽度关系预测了受弯钢纤维自密实混凝土矩形梁的荷载-挠度全过程曲线,结果表明曲线预测结果与试验结果吻合良好。(3)为了消除边壁效应对钢纤维混凝土弯曲韧性试验结果的影响,采用截面尺寸为600mm×100mm的开口简支板进行弯曲试验,参考Rilem TC162-TDF中弯曲韧性的评价标准对板试件的弯曲韧性进行评价,研究了钢纤维对开口板弯曲强度和弯曲韧性的影响。并与开口梁试件进行对比,分析了梁式和板式试件弯曲试验结果的差异。(4)以基体强度、钢纤维掺量、钢纤维种类、加载方式、跨度为研究对象,分析了影响钢纤维混凝土梁跨中挠度-裂缝口扩展宽度关系的因素,结果表明当钢纤维掺量低于50kg/m3时：跨中挠度和裂缝口扩展宽度的关系呈线性关系；基体强度、钢纤维掺量和种类对钢纤维混凝土梁跨中挠度和裂缝口扩展宽度的关系曲线的斜率影响较小；跨中挠度和裂缝口扩展宽度的关系曲线的斜率受试件跨度和加载方式的影响。根据试验结果建议了钢纤维掺量低于50kg/m3时钢纤维混凝土受弯试件的跨中挠度与裂缝口扩展宽度的表达式,预测结果与试验结果吻合较好。(5)对钢纤维钢筋自密实混凝土简支梁抗剪性能进行试验研究,分析了钢纤维对试件的荷载-挠度曲线、承载力、破坏模式和裂缝形态的影响。建议了发生剪切破坏试件的韧性评价方法,定量地评价了钢纤维对剪切韧性的影响,结果表明：钢纤维的掺入降低了试件表面弯剪区的裂缝间距和裂缝宽度,钢纤维可以明显提高钢纤维混凝土梁的极限承载力、能量吸收能力和韧性,50kg/m3钢纤维可以将配置构造箍筋的试件从脆性的剪切破坏转化为延性的弯曲破坏。在本文的试验条件下,钢纤维无法完全替代箍筋,而箍筋和钢纤维共同使用时表现出明显的正混杂效应,明显优于单独采用箍筋的情况,因此钢纤维部分替代箍筋是可行的。(6)以钢纤维掺量、配箍率、纵筋率和剪跨比为主要变量,研究了钢纤维对钢筋自密实混凝土对称倾角梁的破坏形态、荷载-跨中挠度曲线和荷载-跨中纵筋应变曲线的影响。结果表明,倾角梁与简支梁试件破坏模式相似,但倾角梁试件的承载力明显高于简支梁试件,而倾角梁试件由于端部轴力作用纵筋应变明显低于简支梁试件；钢纤维可以有效控制倾角梁试件的跨中挠度和纵筋应变,提高试件的抗剪承载力和能量吸收能力,试件的破坏模式明显趋于延性；纵筋率对倾角梁抗剪承载力和能量吸收能力均有影响,影响效果与纤维掺量和配箍率相关；倾角梁试件中利用钢纤维替代构造箍筋是可行的。(7)根据钢筋混凝土梁的抗剪机理和对影响梁试件抗剪强度因素的分析,以抗压强度、纵筋率、剪跨比和钢纤维增强因子为主要参数,通过对142根发生剪切破坏的钢筋混凝土梁和钢筋-钢纤维混凝土梁的试验结果进行回归分析,建立了适用于钢筋-钢纤维混凝土梁抗剪强度的预测经验公式。最后通过分析轴力作用对梁作用和拱作用的增强作用机理,引入增强因子Y来预测钢筋钢纤维倾角梁的抗剪强度,该公式计算结果与试验结果吻合良好。
姬宏奎[10]2012年在《不同应力比下钢纤维高强混凝土梁疲劳性能》文中研究指明在工程应用中,有许多经常承受交变荷载作用的钢筋混凝土结构如水电站厂房里的吊车梁、铁路及公路桥梁,随着承受反复应力作用的钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构以及高强混凝土结构应用的日益广泛,反复交变荷载作用对结构造成的疲劳损伤逐渐明显,疲劳破坏成为许多工程结构的重要问题。本文制作了5根钢筋钢纤维高强混凝土梁试件,梁长3000mm,截面尺寸300mm×150mm。其中1根梁试件做静载试验,以测试其抗弯承载力,为疲劳梁试件上下限荷载确定提供依据。通过对4根梁试件施加疲劳循环荷载,研究分析了应力比对梁试件疲劳破坏特征、疲劳强度和疲劳寿命、刚度变化特征、跨中变形规律及裂缝开展情况的影响。试验结果表明：随着应力比的减小,梁试件的疲劳强度和疲劳寿命显着下降；梁试件的刚度随循环荷载作用次数的增加均经历了略有提高、急剧下降、趋于稳定叁个阶段；随着应力比的减小,裂缝开展速率明显加快,应力比对裂缝开展影响显着。掺入钢纤维能够有效阻止裂缝的发展,改善钢筋高强混凝土的疲劳受力性能。最后,对钢筋钢纤维高强混凝土梁的疲劳性能进行了分析,提出了有关的计算公式。
参考文献：
[1]. 钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究[D]. 林涛. 大连理工大学. 2002
[2]. 钢筋钢纤维纳米混凝土粘结及梁受弯性能计算方法[D]. 陈刚. 郑州大学. 2017
[3]. 纤维混凝土梁研究综述[J]. 李春蕊, 王学志, 李根, 胡柯心, 张晓飞. 硅酸盐通报. 2018
[4]. 钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究[J]. 林涛, 黄承逵. 建筑结构. 2003
[5]. 钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能研究[D]. 管巧艳. 郑州大学. 2005
[6]. 钢筋钢纤维高强混凝土梁的抗弯性能试验研究[J]. 刘兰, 卢亦焱, 徐谦. 铁道学报. 2010
[7]. BFRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究[D]. 李金章. 郑州大学. 2012
[8]. BFRP筋钢纤维复合增强高强混凝土梁受弯性能研究[D]. 程晟钊. 郑州大学. 2018
[9]. 钢纤维对高性能自密实混凝土构件弯/剪性能的影响[D]. 刘赫凯. 大连理工大学. 2011
[10]. 不同应力比下钢纤维高强混凝土梁疲劳性能[D]. 姬宏奎. 郑州大学. 2012
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