【摘 要】
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普通混凝土存在抗拉性能差、易开裂、自重大等缺点,这些缺点限制了其在土木工程领域的应用。纤维混凝土是在普通混凝土基体中掺入乱向分布的纤维所形成的一种新型水泥基复合材料,它不仅保持了普通混凝土所具有的优良性能,还改善了混凝土的抗拉性能、抗弯性能、抗冲击性能,具有较好的变形能力和裂缝控制能力。相对于其他类型的纤维,玄武岩纤维具有绿色环保、强度高等诸多优势。目前针对玄武岩纤维混凝土的研究主要集中于该材料的
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普通混凝土存在抗拉性能差、易开裂、自重大等缺点,这些缺点限制了其在土木工程领域的应用。纤维混凝土是在普通混凝土基体中掺入乱向分布的纤维所形成的一种新型水泥基复合材料,它不仅保持了普通混凝土所具有的优良性能,还改善了混凝土的抗拉性能、抗弯性能、抗冲击性能,具有较好的变形能力和裂缝控制能力。相对于其他类型的纤维,玄武岩纤维具有绿色环保、强度高等诸多优势。目前针对玄武岩纤维混凝土的研究主要集中于该材料的基本力学性能、耐久性、抗冲击性等方面,但针对玄武岩纤维混凝土构件的受力性能所开展的研究较少。因此,本文开展了玄武岩纤维混凝土梁受弯性能的研究,主要完成了以下三部分内容:(1)试验研究了纵筋配筋率、玄武岩纤维体积掺量、玄武岩纤维混凝土层厚度等因素对玄武岩纤维混凝土梁受弯性能的影响,分析了各因素对受弯承载力、挠度、裂缝宽度的影响规律。研究结果表明:平截面假定仍适用于玄武岩纤维混凝土梁和混凝土-玄武岩纤维混凝土复合梁;掺入玄武岩纤维可以提高混凝土梁的开裂荷载和极限承载力,改善混凝土梁的变形能力和裂缝宽度控制能力;玄武岩纤维掺量对混凝土梁的荷载-挠度曲线无显著影响;在玄武岩纤维掺量相同的情况下,玄武岩纤维混凝土梁和混凝土-玄武岩纤维混凝土复合梁的荷载-挠度曲线在试件屈服之前无显著差别,但复合梁的极限挠度略小于玄武岩纤维混凝土梁的极限挠度。(2)基于平截面假定、材料本构关系及内力平衡方程,对玄武岩纤维混凝土梁的受力全过程进行分析,推导出开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩和挠度的理论计算公式,并基于普通混凝土梁的受弯承载力及短期挠度计算理论,提出了适用于玄武岩纤维混凝土梁的极限弯矩和短期挠度简化计算公式。采用本文建议公式计算的结果与试验结果符合较好。(3)基于平截面假定、材料本构关系及内力平衡方程,对混凝土-玄武岩纤维混凝土复合梁的受力全过程进行分析,推导出开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩和挠度的理论计算公式,并基于普通混凝土梁的受弯承载力及短期挠度计算理论,提出了适用于该类型复合梁的极限弯矩和短期挠度简化计算公式。采用本文建议公式计算的结果与试验结果符合较好。
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