【摘要】：本文鑒于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過程中暴露出的裂縫問題,考慮在混凝土中加入鋼-聚丙烯混雜纖維以改善混凝土受拉性能,開展配筋鋼-聚丙烯纖維混凝土裂縫控制研究。在現(xiàn)有的鋼筋鋼纖維混凝土研究基礎(chǔ)上推導(dǎo)適用于配筋鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土的裂縫寬度計算公式;設(shè)計軸拉試驗,研究纖維摻入后對裂縫形態(tài)、裂縫間距及裂縫寬度等方面的影響,并對所推導(dǎo)的裂縫寬度計算公式進(jìn)行修正;結(jié)合現(xiàn)有的理論研究成果,探索配筋鋼-聚丙烯纖維混凝土的阻裂機(jī)理。主要研究內(nèi)容和方法如下:1.在現(xiàn)有的鋼筋鋼纖維混凝土裂縫寬度計算公式的基礎(chǔ)上,考慮聚丙烯纖維摻入的影響,推導(dǎo)適用于配筋鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土的裂縫寬度計算公式;2.基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)特點及受力特征,設(shè)計配筋鋼-聚丙烯纖維混凝土軸心拉伸試驗及其輔助試驗。確定試件形式、夾持方式及試驗批次。針對試驗過程,提出試件成型、鋼筋及試件處理方法。根據(jù)試驗要求,確定加載方式,選取試驗機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。針對試驗難點:偏心問題、纖維結(jié)團(tuán)問題,提出解決方案。測量鋼筋混凝土試件的鋼筋應(yīng)力、裂縫間距、裂縫寬度等試驗數(shù)據(jù);3.對配筋鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土試件軸心拉伸試驗現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)描述,研究纖維摻率對混凝土開裂荷載的影響,觀查試件的裂縫開展過程,分析纖維的摻入對裂縫形態(tài)的影響,探討鋼筋應(yīng)力與裂縫寬度之間的關(guān)系,分析纖維摻率對裂縫寬度的影響規(guī)律,對裂縫寬度計算公式進(jìn)行修正,并結(jié)合現(xiàn)有的理論研究基礎(chǔ),探索配筋鋼-聚丙烯纖維混凝土的阻裂機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU375
【圖文】：

三 峽 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文6圖 1.1 纖維力學(xué)作用圖1.2.4.2 纖維間距理論纖維間距理論又稱為纖維阻裂理論，是由 J. P. Romualdi、G. B. Batson 和J.A.Mandel[2-3]于 1963 年提出的。該理論認(rèn)為水泥基復(fù)合材料的破壞始于其內(nèi)在的原始缺陷。假定水泥基復(fù)合材料中任一初始微裂縫可沿任意方向發(fā)展，若遇到分布在其周邊的纖維，則裂縫擴(kuò)展受阻，纖維將起到阻裂作用，如圖 1.2 所示。研究證明:若纖維平均間距小于 7.6mm，水泥基材料的抗拉、抗彎強(qiáng)度將得到提高[55]。該理論屬于經(jīng)驗型理論，僅能定性地闡述纖維增強(qiáng)原理，且未考慮復(fù)合材料增強(qiáng)機(jī)理和纖維長度對增強(qiáng)效果的影響，因此也有一定局限性[48]。（a）纖維約束模型 （b）AA 斷面圖 1.2 鋼纖維對裂縫的約束力學(xué)模型上述兩種理論模型被認(rèn)為是最具有影響意義的纖維阻裂理論，但后來的學(xué)者研究也發(fā)現(xiàn)還存在不足、需要修正完善，并且后期以這兩個理論為基礎(chǔ)也發(fā)展了一些其他的阻裂機(jī)理解釋模型。復(fù)合材料力學(xué)理論假定纖維在混凝土基體中定向排列且與基體粘結(jié)良好，認(rèn)為復(fù)合材料的力學(xué)性能等同于其分項材料力學(xué)性能的疊加，卻忽略了纖維與混凝土基體的耦合作用[57-60]。在實際制備中，在混凝土中摻加的纖維多為短切纖維，纖維分散在混凝土基體中也呈三維亂向分布，對混凝土基體的力學(xué)性能有正面作用，也有負(fù)面作用[51]。文獻(xiàn)[61,2]認(rèn)為：纖維間距理論忽略了纖維與基體的?

圖 1.1 纖維力學(xué)作用圖1.2.4.2 纖維間距理論纖維間距理論又稱為纖維阻裂理論，是由 J. P. Romualdi、G. B. Batson 和J.A.Mandel[2-3]于 1963 年提出的。該理論認(rèn)為水泥基復(fù)合材料的破壞始于其內(nèi)在的原始缺陷。假定水泥基復(fù)合材料中任一初始微裂縫可沿任意方向發(fā)展，若遇到分布在其周邊的纖維，則裂縫擴(kuò)展受阻，纖維將起到阻裂作用，如圖 1.2 所示。研究證明:若纖維平均間距小于 7.6mm，水泥基材料的抗拉、抗彎強(qiáng)度將得到提高[55]。該理論屬于經(jīng)驗型理論，僅能定性地闡述纖維增強(qiáng)原理，且未考慮復(fù)合材料增強(qiáng)機(jī)理和纖維長度對增強(qiáng)效果的影響，因此也有一定局限性[48]。

三 峽 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文裂縫控制問題。主要研究內(nèi)容如下：1、在總結(jié)普通鋼筋混凝土與鋼筋鋼纖維混凝土裂縫寬度計算方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)復(fù)合材料理論，考慮聚丙烯纖維摻入的影響，進(jìn)一步推導(dǎo)配筋 SP-HFRC 裂縫寬度計算公式；2、開展配筋 SP-HFRC 軸心拉伸試驗，研究不同纖維摻量對混凝土開裂荷載的影響，觀察鋼筋混凝土試件的裂縫開展過程，分析纖維的摻入對裂縫形態(tài)的影響；探討鋼筋應(yīng)力與裂縫寬度之間的關(guān)系，比較分析混雜纖維摻率對裂縫間距及裂縫寬度的影響規(guī)律，對所推導(dǎo)的裂縫寬度計算公式進(jìn)行修正；3、根據(jù)試驗結(jié)果，結(jié)合纖維間距以及復(fù)合材料理論，探究 SP-HFRC 的阻裂機(jī)理與纖維混雜效應(yīng)，為混雜纖維混凝土的應(yīng)用提供參考。本文的技術(shù)路線如圖 1.3 所示。

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本文編號：2775778