张明[1]2000年在《钢纤维自应力/膨胀混凝土构件抗拉性能的试验研究》文中研究说明钢纤维自应力/膨胀混凝土是一种新型材料，较普通混凝土有两个优点：改善抗渗性能、提高抗裂度。目前，国内外对其研究较少。日本主要研究膨胀混凝土的性能，我国主要研究自应力混凝土和钢纤维膨胀混凝土。本文围绕这种新材料的抗拉性能等基本力学性能作了如下工作： 1、研究了自应力/膨胀混凝土膨胀性能和混凝土品种、纤维含量的关系，分析其变化规律，得到大尺寸构件与标准试件的膨胀性能关系公式。 2、研究了钢纤维体积率和长径比对三类混凝土（普通混凝土、膨胀混凝土、自应力混凝土）劈拉强度的影响，提出钢纤维自应力/膨胀混凝土试块强度与基体混凝土强度的关系公式。 3、研究了不同钢纤维含量、不同自应力值的混凝土构件在轴拉下、偏拉下的抗裂度，在理论分析的基础上，建立了钢纤维增强自应力混凝土构件抗裂度计算公式，经比较，计算值和试验值吻合较好。 4、研究了轴拉、偏拉下，随钢纤维含量和混凝土自应力值变化，构件的裂缝宽度变化规律，并分析裂缝开展机理，提出了部分预应力纤维增强构件裂缝计算模型及计算公式。 5、研究了构件的承载力随含纤率和自应力值变化的趋势，提出了相应的实用计算公式。
周孝军[2]2013年在《钢纤维微膨胀钢管混凝土拉弯力学行为研究》文中研究说明钢管混凝土桁架梁式结构是一种新型组合结构,其具有承载力高、刚度大、自重轻、跨越能力强,施工方便,节省水泥与混凝土用量等系列优点,技术经济优势明显,应用前景广阔。在该结构体系中,弦杆主要处于压弯与拉弯等复杂应力状态,对核心混凝土力学性能要求较高。钢纤维能显著提高混凝土抗弯拉强度,以钢纤维增强自密实微膨胀混凝土填充其弦杆,能充分发挥结构整体力学性能优势。本文在交通部科研项目“中等跨度钢管混凝土桁架连续梁桥成套技术研究”(2009318000105)资助下,以世界首座全管桁结构连续梁桥——干海子大桥工程为依托,研究了钢纤维微膨胀钢管混凝土组成、结构与性能及其拉弯力学行为,研究成果在依托工程进行了应用。具体研究工作与主要结论如下：提出了钢纤维微膨胀钢管混凝土的设计与制备方法,研究了膨胀剂与钢纤维复合对混凝土工作性能与力学性能的影响,探明了钢管密闭条件下钢纤维微膨胀混凝土的体积变形规律；研究钢纤维微膨胀钢管混凝土的抗冻技术措施,探明了钢管约束对钢纤维微膨胀混凝土抗冻性增强机理。制备出满足干海子大桥主梁弦杆力学性能与施工要求的C60钢纤维微膨胀自密实钢管混凝土,检测结果表明管内混凝土密实填充,结构服役状态良好。基于推出试验,对钢纤维微膨胀钢管混凝土荷载-滑移关系曲线进行了全过程分析,探讨了核心混凝土与管壁的界面粘结力退化模式,研究了含钢率、界面粘结长度与混凝土中钢纤维掺量对其界面粘结强度影响规律,提出了其界面粘结强度计算方法。研究表明：钢纤维限制混凝土膨胀变形,降低界面粘结强度,但较相同强度等级无自应力的普通钢管混凝土界面粘结强度约提高1-3倍；含钢率是界面粘结强度主要影响因素,含钢率越高,约束作用越强,界面粘结强度越高；界面长度对界面粘结强度影响不明显。研究了含钢率、核心混凝土中钢纤维掺量等对钢纤维微膨胀钢管混凝土轴拉承载力、变形形态与破坏特征影响规律,分析了钢管混凝土与空钢管轴拉力学性能差异。结果表明：混凝土的填充有效阻止了钢管径向收缩,截面径向刚度显著增强,轴拉承载力较空钢管约提高15%-37%,且含钢率越低,提高幅度越大；钢纤维阻止核心混凝土裂缝延伸与扩展,减少贯通缝的形成,混凝土对钢管的约束增强；钢纤维微膨胀钢管混凝土构件初裂荷载与屈服荷载均随钢纤维掺量增加而提高,初裂荷载提高幅度较大,而屈服荷载提高幅度较小。提出了钢纤维微膨胀钢管混凝土轴拉承载力计算方法,计算值与试验结果基本吻合。研究了含钢率与核心混凝土中钢纤维掺量等对钢纤维微膨胀钢管混凝土受弯承载力、变形形态、应变分布与破坏特征的影响规律。结果表明：混凝土的填充使构件破坏模式由钢管受压区塑性失效转变为鼓屈破坏,承载力较空钢管构件提高约80%～290%,且含钢率越低提高幅度越大；钢管混凝土构件受压区应力集中较空钢管构件明显改善,截面变形基本符合平截面假定。核心混凝土中掺加钢纤维后,整体工作性能增强,屈服荷载随钢纤维掺量增加而提高。推导了钢纤维微膨胀钢管混凝土抗弯承载力计算公式,计算值与试验结果较好吻合。本文提出的钢管混凝土轴拉与抗弯承载力计算公式可为钢管混凝土桁架梁式结构的设计提供参考依据。研究了钢管桁架梁弦管灌注钢纤维微膨胀混凝土对结构抗弯承载力、挠度变形、应变分布与破坏模式的影响规律。研究表明：钢管桁架梁弦管灌注混凝土后,弦杆截面应变分布均匀,结构整体抗弯工作性能增强,抗弯刚度与承载力显著提高。空钢管桁架主要因节点处弦管塑性失效而破坏,结构整体弯曲变形较小。弦管灌注混凝土后,弦管含钢率高、支主管壁厚比较小,结构主要因腹杆屈曲而失效,整体弯曲变形明显；弦管含钢率低、支主管壁厚比较大,结构主要因下弦节点处弦管发生冲剪破坏而失效,结构整体弯曲变形较小；桁架梁抗弯承载力仍由节点强度控制。
满腾[3]2015年在《纤维编织网增强自应力混凝土膨胀性能研究》文中提出混凝土材料因其卓越的工程性能而广泛应用于工程领域，然而，混凝土材料抗拉强度较小，约为抗压强度的十分之一，而且水泥水化时会因为化学和物理因素产生体积收缩，因此混凝土在正常使用情况下常常是带裂缝工作，从而带来很多耐久性问题。本文针对这一问题，将自应力混凝土和纤维编织网相结合，利用纤维编织网对自应力混凝土膨胀变形的限制，达到结构阻裂的作用。本文依托国家自然科学基金“自应力混凝土的自应力值的定量控制机理研究（51108207）”以及吉林省青年科研基金“自应力混凝土桥面铺装在连续桥梁中的结构潜能研究（201201057）”的资助，从以下几个方面展开研究。(1)根据试验数据，为了适应自应力混凝土的配合比设计，对Fuller砂石理想级配关系式进行改进。改进的方法改变了传统的并且不利于自应力混凝土设计的砂率选取方法，由纯理论角度求得集料最佳使用比例，可提高效率。(2)建立了自应力混凝土自由膨胀率随养护龄期的变化规律函数。利用这个函数，如果我们确定自应力混凝土的配合比，那么任意时刻的自应力混凝土自由膨胀率均可以通过公式求得。另外，利用此公式得到的自由膨胀率还可以用于此后进行的限制膨胀率的计算中。研究了早强微膨胀混凝土的抗折强度和抗压强度的变化规律以及早强微膨胀混凝土的膨胀性能的影响因素。根据试验数据给出了稳定自由膨胀率和配合比设计参数之间关系的函数。(3)通过试验得到了不同试件尺寸、不同自应力混凝土配合比的自应力混凝土的自由膨胀数据，并利用人工神经网络方法和模糊推理系统等数学理论建立了自应力混凝土膨胀性能的预测模型。通过人工神经网络和模糊推理系统预测出的自应力混凝土自由膨胀率与试验值有较好的拟合效果。同时，通过统计学参数考察了两种方法和试验实测值之间的误差。通过应用人工神经网络模型和模糊推理系统模型，不同配合比、不同养护龄期、不同试件尺寸的自应力混凝土试件的自由膨胀性能均可以计算得到。进一步优化自应力混凝土配合比设计方法，使之相对于以往依靠经验和试配配制自应力混凝土的方法有了较大程度的改善，能够很大程度上减少试验上的开支，减少工程造价。(4)研究了自应力混凝土在纤维编织网约束作用下的膨胀变形性能，考察了横向纤维束和纵向纤维束对于纤维编织网增强自应力混凝土试件膨胀性能的影响。通过试验，纵向纤维编织网抑制自应力混凝土纵向变形，而横向纤维编织网促进自应力混凝土纵向变形。同时通过理论分析，得到根据纤维编织网配网情况计算纤维编织网增强自应力混凝土膨胀性能的计算公式，为工程应用提供便利。(5)通过试验，证明纤维编织网可以与自应力混凝土结合使用。在自应力混凝土中，纤维编织网可以同时起到增强作用和对自应力混凝土的约束限制作用，能够提高纤维编织网在混凝土基体中的利用效率。同时得到了纤维编织网自应力混凝土自应力计算公式、开裂荷载计算公式以及极限荷载计算公式。证明因为自应力的存在，其抗裂性能有了大幅提高。
何化南[4]2002年在《钢衬钢纤维自应力混凝土新型复合管道性能和计算理论研究》文中研究指明钢纤维自应力混凝土是一种新型纤维增强复合材料。将钢纤维掺入到自应力混凝土中,除了钢纤维本身对混凝土的增强作用,同时还由钢纤维和钢筋共同限制自应力混凝土膨胀在混凝土中产生了预应力也提高了混凝土抗拉强度。钢纤维混凝土和自应力混凝土复合,可以充分发挥二者各自的优势,对混凝土的抗拉,抗裂,抗冲击以及抗疲劳等性能都有明显改善作用。目前,对钢纤维自应力混凝土的研究还只是对其增强机理的探讨以及一些基本力学性能试验和理论研究,而对钢纤维自应力混凝土结构性能研究还几乎是个空白。 将钢纤维自应力混凝土应用到水电站的压力管道中,以期发挥材料的抗裂能力来提高管道的开裂荷载,从而解决压力管道的裂缝控制问题。但这种新材料应用这种新结构中,其结构性能我们尚不十分清楚,基于此本文即在这方面进行了一些工作,开展如下研究工作: (1) 通过直接拉伸试验,确定钢纤维自应力混凝土抗拉强度计算这一重要力学性能指标。考查了自应力等级、配筋率、钢纤维含量等对抗拉强度影响,综合分析后提出了相应的抗拉强度计算模式。 (2) 由直接拉伸试验的荷载—位移曲线整理出配筋钢纤维自应力混凝土受拉应力—应变全曲线,并给出方便结构设计和计算的简化的三折线应力—应变曲线方程。 (3) 通过对不同配筋率、不同纤维体积率的棱柱体试件1～28天的变形测量,总结了钢纤维自应力混凝土膨胀变形随龄期发展状况,并回归出配筋钢纤维自应力混凝土的膨胀变形随配筋率变化的指数关系方程。 (4) 为保证结构安全和经济合理,本文探讨了钢纤维自应力混凝土配筋界限。对最小配筋率确定从强度准则和裂缝控制准则两个方面进行了探讨,给出了钢纤维自应力混凝土受弯构件的最小配筋率计算方法。 (5) 对于管道这种构件,其受力是个二维应力问题。所以用简单的线性理论计算管道自应力在一定范围内就不是很合理。本文以弹性力学理论为基础,用温度膨胀来模拟自应力混凝土的膨胀,推导了二维应力状态下的圆形管道的初始自应力。并以一维限制试件的试验结果为依据,按照同样的理论,采用有限元方法对马蹄形钢纤维自应力压力管道的初始自应力进行了计算。 (6) 进行了钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道的结构性能试验研究和理论分析。通过试验考察了钢衬和混凝土联合承载下,自应力和钢纤维对压力管道的开裂性能和裂后性能提高的影响。同时,本文结合管道的受力特点在合理的假设的基础上提出了适合钢衬钢纤维压力管道截面应力计算方法,并把该方法推广到钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道的计算上去。 (7) 本文在钢纤维混凝土和预应力混凝土的裂缝宽度计算模式的基础上推导了钢纤维自应力混凝土压力管道的裂缝宽度计算公式。
陈小锋[5]2008年在《钢纤维自应力混凝土加固梁抗弯疲劳性能试验研究》文中认为简支变连续体系加固法分为预应力加固法和非预应力加固法。预应力加固法加固效果好,但其技术要求高、施工工艺复杂、预应力筋的防腐问题和预应力损失问题严峻。非预应力加固法施工工艺简单,但存在简支变连续结构叠合层的界面粘结和负弯矩区混凝土的承载力、裂缝控制和耐久性等问题。钢纤维自应力混凝土有机结合了钢纤维混凝土和自应力混凝土的优点,是一种抗裂强度高,韧性好的混凝土复合材料。将钢纤维自应力混凝土用在非预应力加固法的桥梁支座负弯矩顶面处,则必将提高面层的抗裂阻裂性能和构件的疲劳耐久性能,解决非预应力加固法的关键技术问题。本论文进行了采用钢纤维自应力混凝土叠合层加固钢筋混凝土T形梁的正截面抗弯疲劳的试验研究,分析了受弯构件正截面疲劳破坏形态和抗弯性能,主要对加固梁在疲劳荷载作用下的疲劳强度、钢筋应力、裂缝宽度及疲劳变形进行了分析研究。首先,根据试验结果探讨了疲劳荷载作用下梁的破坏形态,验证了平截面假定在疲劳荷载作用下仍然成立,提出了混凝土在疲劳荷载作用下的变形模量计算公式。然后,对比分析了加固梁钢筋的应力增长情况,并提出了钢筋应力的计算公式。通过试验结果的分析,发现造成加固梁破坏的主要原因是叠合层处钢筋的疲劳断裂,所以根据影响钢筋疲劳断裂的主要因素,提出了以应力幅为参数的疲劳强度计算公式。其次,根据试验结果对比分析了加固梁在疲劳荷载作用下裂缝变化的规律和特点。建立了静载作用下加固梁的裂缝宽度计算公式以及采用初始裂缝扩大系数法建立加固梁在疲劳荷载作用下的试验回归公式,计算结果与试验结果吻合较好。最后,根据试验结果对比分析了加固梁在疲劳荷载作用下变形规律,通过考虑试验梁在疲劳荷载作用下的残余挠度和荷载挠度,从而得到总挠度计算公式。
秦杰[6]2002年在《钢衬钢筋混凝土压力管道施工期、运行期性能及其改性研究》文中提出钢衬钢筋混凝土压力管道应用于水电站工程始于二十世纪六十至七十年代，由前苏联水电专家提出。钢衬钢筋混凝土压力管道一般布置在下游坝面，俗称“钢衬钢筋混凝土坝后背管”。与传统坝内管道相比，钢衬钢筋混凝土坝后背管在管道布置和结构形式上有其独特优点。我国在1985年建设的东江水电站中首先使用了这种结构形式。此后，在紧水滩、锦江、桃林口、五强溪、李家峡、景洪水电站工程中陆续推广使用，举世瞩目的三峡水电站采用的就是“浅槽式钢衬钢筋混凝土坝后背管”。 但是，随着钢衬钢筋混凝土压力管道的广泛应用，有一些问题暴露出来。①李家峡坝后背管在施工期就出现裂缝，由此引出钢衬钢筋混凝土压力管道施工期性能研究问题；②根据对运行多年的钢衬钢筋混凝土压力管道实地勘察，发现管道的裂缝宽度均超过当初设计裂缝宽度，由此引出裂缝控制问题。 因此，本文首先针对这两方面问题进行了研究。为使计算结果具有对比性和实际意义，结合与三峡大学合作研究的中国三峡开发总公司委托项目“三峡电站压力管道优化设计方案工作性态研究”，以能够代表我国钢衬钢筋混凝土压力管道设计和施工最高水平的三峡电站压力管道为研究对象，进行了以下研究： 1．合作开发完成了混凝土施工仿真计算程序FZFX3D。此程序成功实现了混凝土三维跳仓浇筑，混凝土徐变应力计算等。其中，前处理和后处理采用著名的ANSYS软件，编写完成了可实现两软件之间数据交换的接口程序。首次提出并实现了混凝土施工仿真计算软件与通用有限元软件各取所长、互为所用的软件开发思路,明显优于传统的混凝土施工仿真计算软件开发思路。从而使混凝土施工仿真计算软件与通用有限元软件两者相得益彰，在效率高、成果优方面实现了突破 2．对左厂9#钢管坝段坝后背管进行了混凝土施工仿真计算，得到了坝后背管混凝土施工期典型的温度场与应力场。同时给出了坝后背管蓄水前初始应力状况，提出了优化施工计划的原则和方法。对以后坝后背管混凝土的施工具有实际指导意义； 3．在三峡工程大坝混凝土施工仿真中实现了混凝土施工实时仿真计算，计算结果与坝体实测结果吻合较好，验证了混凝土施工实时仿真计算 这种方法的科学性和实用性。这项研究工作的完成为以后大坝混凝土 施工实时仿真计算奠定了基础；4．使用ANSYS软件，建立了温度荷载作用下常规钢材钢筋混凝土压力管 道的有限元计算模型。此计算模型能够准确地计算温度荷载对管道缝 宽与钢材应力的影响，有限元计算结果与三峡电站压力管道1：2模型 试验吻合较好，证实了此有限元计算模型的可靠性： 对常规钢衬钢筋混凝上压力管道，仅靠计算方法是不能解决裂缝控制等问题的。因此，采用把常规钢衬钢筋混凝上压力管道进行改性，以减小甚至避免裂缝的出现是一个很有前途的方向。因为这样既保留了此类管道在布置上的优点，又避免了由于带裂缝工作而引发的耐久性问题。 基于此思路，提出了两种改性钢衬钢筋混凝土压力管道：即钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道、钢材钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道，并进行了以下开创性的研究：l 以三峡电站压力管道为原型，按相似比1：10制作完成了常规钢衬钢 筋混凝土压力管道、改性钢材钢筋混凝土压力管道模型。同时，研制 了新型的内水压力模拟方法，成功进行了压力管道的模型试验；2．模型试验表明，钢衬钢筋钢纤维混凝上压力管道限裂能力明显增强： 钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道则有优良的抗裂能力。这两种 改性压力管道弥补了常规钢衬钢筋混凝土压力管道的缺点，在工程应 用上将有广阔的空间：3．对圆形和马蹄形管道进行了28天养护期内力监测，研究了钢衬钢筋钢 纤维自应力混凝土压力管道的自应力成长过程，明确了钢筋的预拉应 力数值，为此类改性管道设计直接提供依据；4．对钢纤维自应力混凝土材料进行了长期性能研究。研究表明，钢纤维 自应力混凝土的长期性能是可以保证的，其五年龄期时的变形与三个 月龄期变形相当。这就消除了部分工程技术人员对钢纤维自应力混凝 土材料长期性能的疑虑；5．针对钢材钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道，提出了自应力等效内水 压力概念，从而在钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道和钢衬钢筋钢纤维 自应力混凝上压力管道之间建立了直接的联系。最后，给出了三种材 料下压力管道的实用设计公式，并以三峡电站压力管道为例进行设计， 显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道在限裂、抗裂方面的优越性。
王伯昕[7]2008年在《简支转连续体系自应力法加固旧桥研究》文中研究表明上世纪50～90年代我国修建了大量的装配式简支梁桥。随着运营年限的增加及我国经济建设的高速发展,行车数量、载重量和车速的不断提高,大量此类桥梁面临承载能力下降、设计荷载不足的窘境。为了提高此类桥梁的承载能力和安全性能,进行简支转连续的体系转换加固方法是一种比较有效的方法,即针对需加固的简支梁旧桥,将多跨简支梁的梁端连接起来变为多跨连续梁,以达到改善结构受力状况、提高桥梁承载能力、延长桥梁剩余使用寿命、节省资金的目的。随之而来的问题是连接段处于负弯矩区,承受很大的负弯矩作用,一旦开裂,裂缝又出现在桥面,雨水、除冰盐等极易进入结构层使钢筋锈蚀,对于加固后桥梁的耐久性和适用性造成巨大危害。寻找合适的负弯矩区加固材料和提出针对该种材料的合理的加固计算方法,是研究的重点。钢筋钢纤维自应力混凝土是一种新型纤维增强复合材料,由于混凝土基体的自膨胀作用受到钢筋和钢纤维的共同限制从而产生化学预应力,极大地提高混凝土基体的抗拉性能。钢筋、钢纤维和自应力混凝土复合,可以充分发挥三者各自的优势,使复合材料的抗裂性能、抗拉性能、弯曲韧性性能、抗冲击性能和耐久性能明显改善,特别适合作为简支转连续体系加固旧桥负弯矩区的加固材料。目前对钢筋钢纤维自应力混凝土的研究仅限于膨胀增强机理方面和一些基本力学性能,对其结构性能及桥梁加固方面的研究几乎还是空白。本文结合辽宁省交通厅重点科研基金项目《钢筋混凝土简支梁桥转换成连续梁桥加固技术与施工工艺研究》(200514),主要进行了一下研究工作:1.通过研究钢纤维自应力混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、大直径合成纤维混凝土、混杂纤维混凝土的配合比、拌合物性能与养护方法、基本力学性能和耐久性能,认为钢纤维自应力混凝土适宜作为简支转连续非预应力法加固旧桥方法中纵向接缝区和负弯矩区后做连续顶板的加固材料,使其满足结构承载力、裂缝控制和耐久性的要求;2.对钢筋钢纤维自应力混凝土限制膨胀性能进行了系统研究,对钢筋和钢纤维对自应力混凝土长期膨胀变形的影响进行了长达9年的试验观测,研究了钢筋和钢纤维对于自应力混凝土的限制膨胀作用,绘制了钢筋钢纤维自应力混凝土的长期限制膨胀变形曲线,并给出了考虑长期变形的钢筋钢纤维自应力混凝土的自应力损失计算方法;3.结合9根叠合T型梁模型试验,主要针对纤维混凝土、自应力混凝土用于后连续体系负弯矩区的抗裂性能、自应力混凝土叠合层自应力的计算方法和负弯矩区混凝土的裂缝开展、截面应变、挠度变形、刚度等抗弯性能进行了研究;4.通过10根两跨后连续叠合T型梁模型试验,研究了简支转连续体系两跨连续T型梁在弯曲作用下的挠度变形、截面应变、裂缝开展和预损伤程度的影响情况、叠合层新老混凝土的粘结情况、加固后连续叠合T型梁负弯矩区混凝土的抗裂计算和极限状态下的抗弯承载力计算;5.通过计算机模拟研究了钢筋钢纤维自应力混凝土的限制应变对桥梁内力的影响,从而确定钢筋钢纤维自应力混凝土允许的限制应变范围、合理的使用位置以及使用效果,为工程应用提供依据。
田稳苓[8]1998年在《钢纤维膨胀混凝土增强机理及其应用研究》文中研究说明钢纤维膨胀混凝土是一种集承重与防渗为一体的新型建筑材料，可望在水工结构和面板堆石坝中应用。目前，我国在这方面的研究才刚刚起步，至今仍未查阅到国外有关这方面的研究资料。本文围绕这种新材料基本力学变形性能及其应用，主要作了如下研究工作。 对钢纤维膨胀混凝土的膨胀收缩性能、基本力学性能、单轴拉伸和单轴受压条件下的变形性能，进行了系统的试验研究及理论分析；建立了钢纤维膨胀混凝土的膨胀收缩过程数学表达式、强度计算公式、与变形钢筋的粘结强度计算公式及其单轴拉伸、单轴受压条件下的应力～应变全曲线数学模拟方程。 在试验研究基础上，对钢纤维膨胀混凝土的增强机理进行了深入的研究，认为钢纤维膨胀混凝土中钢纤维的增强作用体现在两方面：一是限胀增强作用；二是阻裂增强作用。钢纤维膨胀混凝土强度计算公式，除考虑钢纤维阻裂增强作用外，还应考虑钢纤维限胀增强作用。根据功能守恒原理，推导出了与钢纤维混凝土强度计算公式相衔接的、同时考虑钢纤维的限胀增强及阻裂增强作用的、钢纤维膨胀混凝土抗拉及抗弯强度计算公式。为方便使用，根据本文试验条件及结果，给出了与试验结果符合良好的钢纤维膨胀混凝土抗拉及抗弯强度的简化计算公式。 鉴于混凝土输水管要求具有良好的抗裂及抗渗性能，本文选工程中有代表性的水管作为钢纤维膨胀混凝土试件模型，对钢纤维膨胀混凝土管、配筋配筋钢纤维混凝土、配筋钢纤维膨胀混凝土管及钢纤维增强自应力混凝土管，在内压作用下的力学变形性能进行了系统的试验研究和理论分析；提出了钢纤维增强自应力混凝土管自应力值的计算方法；给出了试验管体在内压作用下的承载力计算公式；对钢纤维增强自应力混凝土管和钢纤维膨胀混凝土管进行了经济比较分析，结果表明，钢纤维膨胀混凝土管及钢纤维增强自应力混凝土管，性能优良，其推广和应用将带来可观的经济效益和社会效益。
胡铁明[9]2009年在《简支变连续法加固混凝土梁桥疲劳试验研究》文中认为对已有损伤的混凝土简支梁桥采用简支变连续非预应力法实施加固,可有效提高结构体系的承载能力和正常使用性能。由于自重较大的原因,在我国钢筋混凝土公路桥梁设计规范中不考虑控制截面的疲劳验算。但对于后加固的连续梁体系,中支座截面仅承担二期恒载和活荷载所产生的负弯矩作用,且活荷载效应远大于二期恒载,中支座截面极易因疲劳而产生破坏。本文以辽宁省交通厅重点科研项目(200514)为研究背景,对简支变连续法加固的混凝土梁进行一系列疲劳试验研究:(1)通过倒置加载方式,对7根钢纤维自应力混凝土叠合梁进行负弯曲疲劳试验研究。建立了叠合层内钢筋的疲劳方程,提出了钢纤维自应力混凝土叠合梁的疲劳验算方法。试验结果表明,钢纤维自应力混凝土对叠合梁的裂缝宽度和刚度损失有较强的限制作用,疲劳循环达到200万次时,能够满足结构的耐久性能和正常使用性能要求。(2)分别以界面构造钢筋配筋率为0、0.082%和0.164%作参量,对负弯矩作用下的叠合梁进行疲劳性能试验研究。试验结果表明,构造钢筋可使钢纤维自应力混凝土叠合层与老混凝土梁协同工作,并可使钢纤维自应力混凝土充分发挥抗裂性能,从而降低结构面层裂缝的开展,提高结构负弯矩区的正常使用性能和耐久性能。(3)采用3种混凝土分别对已有损伤的简支梁进行加固,通过疲劳试验,研究不同种类混凝土加固的两跨连续梁疲劳性能。试验结果表明,用钢纤维自应力混凝土加固的连续梁,可使钢筋应力幅、中支座截面曲率及裂缝宽度等得到有效降低。与普通混凝土加固梁相比,经10万次疲劳循环,负弯矩区最大裂缝宽度约降低25.0%～32.0%。(4)以湿接缝接头界面的横向构造钢筋配筋率为参量,研究湿接缝接头界面的疲劳性能。试验结果表明,横向构造钢筋可提高湿接缝接头的疲劳抗剪和抗裂性能,并可间接提高中支座及跨中钢筋的疲劳抗弯性能,同时降低结构的整体刚度损失。建议工程中提高湿接缝接头界面的横向构造钢筋含量,其值不宜小于0.003bh_1。(5)对钢纤维自应力混凝土加固的两跨连续梁进行疲劳试验,通过与简支阶段无损伤的连续梁进行对比,分析简支变连续法加固的连续梁的疲劳性能。试验结果表明,简支阶段有损伤和无损伤的两种连续梁经1000次疲劳循环后,跨中和中支座钢筋应力幅、跨中截面刚度损失等方面均表现出了较好的一致性。中支座和跨中截面疲劳验算结果表明,用钢纤维自应力混凝土加固的连续梁,中支座截面抗弯刚度显著高于跨中截面,跨中截面内力可向中支座调整,从而提高结构体系的承载能力和抗疲劳性能。
陈旭[10]2014年在《配筋钢纤维自应力混凝土抗拉性能试验研究》文中研究指明钢纤维自应力混凝土是一种新型的高性能纤维增强复合材料,将短切钢纤维添加到自应力混凝土中后,通过钢筋、钢纤维对自应力混凝土膨胀变形的约束产生自应力、同时钢纤维对混凝土的阻裂增韧性能以及钢纤维三维乱向分布所形成的多向自应力能够显著提高混凝土构件的开裂荷载和开裂后的延性。钢纤维自应力混凝土充分发挥了钢纤维混凝土和膨胀混凝土各自的优点,能够显著提高混凝土的抗拉性能。钢纤维自应力混凝土优良的工程性能在混凝土压力管道抗裂、桥梁和房屋加固改造上得到良好的应用。但是,近些年来随着国内外钢纤维的生产工艺和规模不断提高,钢纤维的性能较之前亦有很大的改善,因此现在大部分的工程中常用的钢纤维含量已经从最初的80kg/m3以上较高掺量降低为80kg/m3以下的相对较低的掺量,甚至达到20kg/m3。基于这一实际工程现状,为了适应工程的实际情况,尚需填补之前研究的空白。本文重点考察了低掺量下配筋钢纤维自应力混凝土的限制膨胀变形规律和抗拉性能研究,特别是对钢纤维自应力混凝土抗拉应力-应变全曲线的分析中考虑了混凝土初始自应力的消压过程,这样就为结构分析中提供了完整的钢纤维自应力混凝土受拉应力-应变全过程发展规律。论文的主要研究内容如下：(1)测量不同钢纤维掺量(20kg/m3-80kg/m3)和不同配筋率下的24组钢纤维自应力混凝土棱柱体试件随龄期发展的限制膨胀变形规律。(2)结合自应力混凝土膨胀机理讨论了钢纤维掺量、钢筋配筋率对自应力混凝土膨胀变形限制的影响,给出钢纤维自应力混凝土的初始自应力值的计算式。(3)对24组钢纤维自应力混凝土试件进行标准静态拉伸试验,测量得到配筋钢纤维自应力混凝土的荷载变形曲线,并通过计算得到钢纤维自应力混凝土的抗拉应力-应变曲线,结合钢纤维自应力混凝土的初始自应力值,得到考虑初始自应力消压过程的钢纤维自应力混凝土在不同钢纤维掺量和不同配筋率下的抗拉应力-应变全过程曲线。
参考文献：
[1]. 钢纤维自应力/膨胀混凝土构件抗拉性能的试验研究[D]. 张明. 大连理工大学. 2000
[2]. 钢纤维微膨胀钢管混凝土拉弯力学行为研究[D]. 周孝军. 武汉理工大学. 2013
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