【摘 要】
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与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有更高的强度、韧性和抗裂性能,被广泛应用于水利、土木、建筑、交通及港口工程中。钢纤维依靠自身优良的阻裂限裂能力增强混凝土的各项性能
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与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有更高的强度、韧性和抗裂性能,被广泛应用于水利、土木、建筑、交通及港口工程中。钢纤维依靠自身优良的阻裂限裂能力增强混凝土的各项性能,其中对混凝土弯拉性能的提高尤为明显。在各类钢纤维中,单端钩型钢纤维的阻裂限裂能力较强,但此种钢纤维与混凝土的粘结锚固性能较为有限,并不完全适用于在高强混凝土结构中应用。因此,本文通过弯拉试验,研究两端连续端钩型钢纤维混凝土弯拉性能,主要内容如下:1.通过39组共468根150 mm×150 mm×550 mm钢纤维混凝土切口梁试件的三点弯拉试验,获得试件的弯拉荷载-裂缝口张开位移(CMOD)曲线,研究钢纤维掺量、钢纤维类型、基体强度等级对弯拉荷载-CMOD曲线的影响。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,试件的弯拉荷载-CMOD曲线愈加饱满;随着钢纤维两端端钩数目的增加和基体强度等级的提高,试件弯拉荷载-CMOD曲线下降段并未随单一因素的改变而持续提高。2.根据欧洲标准BS EN 14651:2005+A1:2007计算比例极限强度和残余弯拉强度,对比研究钢纤维掺量、钢纤维类型和基体强度等级对试件比例极限强度和残余弯拉强度的影响。结果表明,混凝土基体强度等级的增加可提高钢纤维混凝土的比例极限强度,增加钢纤维掺量是提高混凝土残余弯拉强度的有效方法。相较于3D单端钩型钢纤维,具有连续端钩的4D和5D型钢纤维,可以更好地与混凝土基体锚固,从而提高钢纤维的作用效率。对于不同基体强度等级的钢纤维混凝土,残余弯拉强度并未随钢纤维类型的改变持续增高。根据试验结果,建议高强混凝土采用4D和5D型钢纤维,普通强度混凝土采用3D型钢纤维。3.根据钢纤维掺量、钢纤维类型和基体强度等级对比例极限强度和残余弯拉强度的影响,建立适用于端钩型钢纤维混凝土比例极限强度f L和残余弯拉强度f R,j(j=1,2,3,4)的预测模型。4.通过ANSYS软件,建立钢纤维混凝土切口梁整体式模型,利用试验数据确定钢纤维混凝土本构关系和相关参数,对跨中预制切口处裂缝的开展过程进行非线性有限元分析,模拟弯拉荷载-CMOD曲线。
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