發(fā)布時間：2020-03-21 23:24

【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,各種性能優(yōu)良的建筑材料逐步被開發(fā)出來。常用的改善混凝土抗拉性能和脆性破壞形式的一種方法就是在混凝土拌合物中摻入一定量的鋼纖維,用以增強混凝土的力學性能。另一種方法就是在混凝土構件中鋪設鋼筋形成鋼筋混凝土結構,使得混凝土結構的抗拉、抗彎強度都得到改善。本文所研究的鋼纖維增強混凝土在繼承鋼筋混凝土結構特點的基礎上,通過實驗和數值模擬計算對鋼纖維增強混凝土的力學性能進行研究,研究結果表明,鋼纖維增強混凝土具有優(yōu)良的力學性能,顯示出廣闊的工程運用前景。具體研究內容如下:1)建立了鋼纖維混凝土與鋼筋混凝土有限元分析模型,通過計算分析比較各構件在受到不同載荷時的應力、撓度的變化規(guī)律,對各構件的力學性能進行綜合分析,發(fā)現鋼纖維增強混凝土受彎構件具有優(yōu)于鋼筋混凝土受彎構件的承載力性能。2)通過實驗和有限元計算研究研究了不同形式的鋼纖維網格結構對鋼纖維混凝土承載能力的影響。改變鋼纖維網格角度,分別研究了鋼纖維網格角度為90°、60°、45°及30°時的鋼纖維增強混凝土受彎構件的力學性能。實驗研究和有限元計算結果表明,改變鋼纖維網格結構夾角,使混凝土結構中沿受拉應力方向的鋼纖維有效長度增加,參與承受拉應力的鋼纖維總量增大,有利于阻止結構中的裂紋擴展,提高結構承載力。3)實驗研究和有限元模擬計算研究了鋼纖維增強混凝土結構中鋼纖維鋪設位置對結構承載力的影響。調整鋼纖維網格的位置,分別研究了鋼纖維網距離混凝土底部的距離為5mm、10mm、15mm時鋼纖維網格混凝土結構的承載性能,結果表明,合理設計鋼纖維增強混凝土結構的保護層厚度有利于提高結構承載力。
【圖文】：

二章 鋼纖維混凝土與鋼筋混凝土受彎構對比研究 有限元模型建立.1 材料性能本研究試件為三點彎曲構件，試件結構設計參考混凝土結構設0010-2002)�；炷撩芏葹� 2400kg/m3,泊松比為 0.15，，彈性模尺寸大小為 350mm×100mm×100mm；其中鋼筋相關參數為強度為 3000MPa。鋼維纖直徑直徑為 0.45mm，將鋼纖維制成土底部[32～33]。混凝土梁由于自重大、混凝土之間的摩擦系數大，考慮到實際擬數值計算時對構件施加鉸支座約束。量綱體系采用國際單位模示意圖如圖 2-1 所示。

構進行了分析計算，分別建立了 4 個模型，分組詳情如表 2-1 所示；表 2-1 模型材料參數鋼材料直徑 鋼材料分布根數 鋼材料橫截面積 配筋率率素混凝土 0 0 0 0鋼筋混凝土 3.3mm 4 34.2mm20.34鋼纖維混凝土試件 1 0.45mm 50 8.405mm20.08鋼纖維混凝土試件 2 0.45mm 100 16.81mm20.17鋼纖維混凝土試件 3 0.45mm 200 33.62mm20.34有限元仿真計算主要針對試件處于彈性階段，即混凝土開裂破壞前。凝土的受彎構件，破壞主要考慮混凝土的拉應力。混凝土的抗拉強度只有度的 1/20～1/8，對于本研究所涉及的構件，混凝土試件的極限承載能力約10kN～16kN，有限元計算中將對試件施加的力控制在大約 10kN 以內，本構件在 10kN 載荷作用下各構件軸向應力和節(jié)點撓度進行了對比分析。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528.572

【參考文獻】

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1 沈玲華;王激揚;徐世p

本文編號：2594086