發(fā)布時間：2018-03-10 02:23

  本文選題：鋼-聚丙烯混雜纖維高強混凝土　切入點：變形鋼筋　出處：《武漢大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：鋼筋與混凝土的粘結(jié)問題,不僅在工程實踐上十分重要,而且在鋼筋混凝土理論上也具有非常重要的意義。然而,由于鋼筋與混凝土界面?zhèn)髁C理復(fù)雜、影響因素眾多、混凝土自身非線性和隨機性、以及試驗手段的不同和量測技術(shù)的差異導致了試驗數(shù)據(jù)分散,因而其研究難度大且發(fā)展緩慢,是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本理論中的難點問題。高強混凝土具有長期的綜合經(jīng)濟性,應(yīng)用前景廣闊。但是混凝土強度越高,材料的脆性就越大,研究者們在混凝土中添加鋼纖維、聚丙烯纖維等各類纖維,以期改善混凝土結(jié)構(gòu)力學性能及耐久性。然而,由于混凝土是一種非勻質(zhì)、多相材料,加入某一種纖維只能顯著改善或者加強其某一相的性能,為了得到更好的增強效果,將兩種或多種纖維混雜摻入混凝土,可以在不同層次、不同階段提高混凝土基體的強度、韌性以及耐久性。為使鋼-聚丙烯混雜纖維高強混凝土(本文簡稱SPHFRC)和鋼筋這兩種材料發(fā)揮各自優(yōu)勢,共同工作,就必須保證兩者之間具有良好的粘結(jié)。目前對于SPHFRC與鋼筋間的粘結(jié)性能研究還鮮見報道,而粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系是工程界和力學界共同關(guān)注的焦點之一,在工程結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬中起著重要的核心作用。因此,本文通過試驗研究與理論分析,對SPHFRC與變形鋼筋的粘結(jié)性能進行了系統(tǒng)的研究,主要工作及成果如下：(1)通過拉拔強度試驗,定量分析了鋼纖維和聚丙烯纖維的體積率、長徑比以及各因素的交互作用對SPHFRC與變形鋼筋間粘結(jié)強度力學性能指標的影響；根據(jù)試驗結(jié)果建立了以SPHFRC強度為基準的SPHFRC與變形鋼筋粘結(jié)強度的計算公式,以及SPHFRC粘結(jié)強度與普通混凝土粘結(jié)強度之間的換算公式。同時,分析得出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,在保證錨固可靠度一致的條件下,SPHFRC中受拉鋼筋的設(shè)計錨固長度可相應(yīng)地縮短,采用SPHFRC對鋼筋的搭接、錨固等十分有利的結(jié)論。(2)采用單端中心拉拔試驗,進行SPHFRC與變形鋼筋平均粘結(jié)應(yīng)力與滑移本構(gòu)關(guān)系的研究,實測記錄荷載-滑移關(guān)系的全過程曲線,探明了SPHFRC與變形鋼筋粘結(jié)滑移破壞的全過程;根據(jù)試驗結(jié)果分析了混雜纖維對混凝土基體在抵抗粘結(jié)破壞全過程中的增強作用,并基于試驗數(shù)據(jù),采用DATAFIT軟件中的非線性擬合方法,擬合得到SPHFRC平均粘結(jié)應(yīng)力-自由端滑移關(guān)系曲線的數(shù)學表達式；同時將其與普通混凝土與變形鋼筋的粘結(jié)滑移關(guān)系進行了對比,詳細地分析了它們之間的差異。(3)基于拉拔試驗結(jié)果和纖維增強理論,分析了SPHFRC與變形鋼筋的粘結(jié)機理,即一方面混雜纖維提高了混凝土的強度,增強了對鋼筋的約束,另一方面混雜纖維的復(fù)合阻裂效應(yīng),更有利于限制混凝土中微細裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展,減少了混凝土缺陷,從而相應(yīng)提高了粘結(jié)強度,其中鋼纖維起主要作用,且長徑比較大的鋼纖維增強效果更好。(4)通過鋼筋開槽內(nèi)貼片法的局部粘結(jié)滑移試驗研究,實測鋼筋應(yīng)變、端部滑移等沿粘結(jié)錨固長度不同位置的分布,提出不同階段隨粘結(jié)位置變化的位置函數(shù)；結(jié)合混雜纖維混凝土平均粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)方程與位置函數(shù)的積,更精確地描述SPHFRC與變形鋼筋粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)關(guān)系。最后,在總結(jié)論文工作的基礎(chǔ)上,提出了一些本課題相關(guān)的研究展望。
[Abstract]:閽㈢瓔涓庢販鍑濆湡鐨勭矘緇撻棶棰，

本文編號：1591351