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纤维增强钢丝网混凝土构件抗弯性能试验研究

朱江  
【摘要】: 纤维增强钢丝网混凝土是综合了纤维混凝土和钢丝网混凝土优点的一种新型复合材料。与普通纤维混凝土和钢丝网混凝土相比,纤维增强钢丝网混凝土具有更高的抗拉强度、更好的抗裂性和更高的延性和韧性。在我国纤维增强钢丝网混凝土的研究和应用尚处于起步阶段,对其还缺乏深入系统的理论研究。本文着重对纤维增强钢丝网混凝土的两类材料——聚丙烯纤维增强钢丝网细粒混凝土(PFOC)和钢纤维增强钢丝网混凝土(F. C.)的受弯构件的抗弯性能开展了以下的研究工作: 1.提出了基于纤维增强钢丝网混凝土构件抗弯性能试验的结构设计方法。该方法是在试验研究的基础上,通过对试验结果的统计分析,得出了考虑构件开裂状态的纤维增强配筋钢丝网混凝土受弯构件抗弯承载力计算公式,并在计算公式中考虑了受弯构件受拉区的纤维混凝土由于抗拉强度的提高而参加了工作的影响。 2.对系列的PFOC薄板进行了抗弯性能试验研究,分析了在不同开裂阶段PFOC薄板的抗弯性能,建立了考虑薄板开裂状态的抗弯承载力计算公式。试验结果表明,聚丙烯纤维与钢丝网在混凝土薄板结构中是理想的复合,两者的共同作用提高了PFOC薄板的抗弯承载力和抗裂性能,其中钢丝网对提高PFOC薄板抗弯承载力起主要的增强作用,聚丙烯纤维则延缓了PFOC薄板的开裂。PFOC是一种抗裂性好强度高的复合材料。 3.对配筋F. C.的T形梁进行了抗弯性能试验研究,分析了在不同开裂阶段F. C.的T形梁的抗弯性能,建立了考虑构件开裂状态的正截面承载力计算公式。试验结果表明,F. C.的T形梁当受力钢筋达到屈服时最大裂缝宽度不超过0.2mm,这是区别于普通钢筋混凝土梁受力的重要表现,是考虑受拉区纤维混凝土参加了工作的依据,该阶段亦是F. C.的T形梁抗弯承载力设计的依据。钢纤维和钢丝网的复合,提高了混凝土梁的抗裂性能和抗弯承载力。F. C.是一种性能优良的高抗裂高强复合材料。 4.提出了“FC+密肋”的复合结构形式。将纤维增强钢丝网混凝土应用在楼盖结构中,楼板采用PFOC薄板,肋梁采用F. C.梁,形成薄板密肋的结构形式,以发挥材料轻质高强的作用。在结构的受力分析中,从整体上考虑密肋结构的受力状态,将船舶结构中的平面板架计算理论应用于楼盖结构的分析,并结合配筋PFOC薄板和配筋F. C.的T形梁正截面承载力计算公式进行了楼盖的结构设计。通过对不同材料、不同结构方案的计算对比,得到了纤维增强钢丝网混凝土密肋楼盖结构较普通钢筋混凝土楼盖优越。


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