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《大连理工大学》 2006年
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纤维编织网增强混凝土力学性能的实验研究及理论分析

李赫  
【摘要】:纤维编织网是利用编织技术将连续纤维粗纱制成的平面或者立体纺织物。纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,简称TRC)结构在工程中有很多优势,其不会像钢筋那样因氯离子和二氧化碳的侵入而腐蚀,因此混凝土的保护层可以作得很薄,这样即节省了混凝土又减轻了结构自重;作为一种连续纤维增强材料,纤维粗纱可以沿混凝土中的应力主向布置,其对混凝土的增强效率远比乱向分布于混凝土内的短切纤维高;碳纤维是一种防磁化的材料,利用碳纤维编织网增强混凝土建成的结构物可以屏蔽磁场,防止其内设备磁化。基于以上优点,纤维编织网增强混凝土的发展引起了众多的关注。作者结合国家自然科学基金重点项目“混凝土结构裂缝的形成与发展机理及控制技术的研究”,对TRC力学和耐久性能的进行了一系列试验和理论研究工作,具体如下: 1.开发出了一种适合TRC结构的基体,其具有自密实能力,早高强能力,通过加速老化试验证明其对玻璃纤维的腐蚀在可接受的范围内,因其骨料最大粒径较小,这种基体被称为“高性能细集料混凝土”。 2.测定了本试验所采用纤维编织网的力学性能,比如抗拉强度,弹性模量和极限应变等。 3.利用4线性双平行线的黏结本构模型对纤维粗纱从混凝土基体中拔出的现象进行了解析分析,为印证黏结参数,分析拉拔力作用下的结构相应,提供了一种方法。 4.通过纤维束从细集料混凝土中的拔出试验,探讨了纤维埋长、混凝土强度和工作性能、向混凝土内适当添加短切纤维,用环氧树脂浸渍纤维编织网并在其表面黏砂以及对TRC施加预应力对纤维编织网和混凝土黏结性能的影响。 5.对TRC单向薄板进行了4点弯曲试验,探讨了维编织网表面黏砂,提高配网率以及适当地施加和提升预应力水平对板在荷载作用下的开裂行为的影响。 6.本文对纤维编织网增强混凝土矩形截面梁的抗弯能力,包括极限弯矩和开裂弯矩进行了计算分析,并给出了计算方法。 7.本文在计算纤维编织网增强混凝土T形截面梁的极限承载力时,对梁受压区压应力分布分别采用了直接积分计算压应力合力与合力作用点以及将曲线压应力分布采用等效矩形化处理,即依据T截面不同的边缘压应变采用了矩形截面相
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