聚丙烯纤维增强混凝土梁抗弯性能试验研究

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普通混凝土材料由于抗拉强度较低,用于梁体结构时受拉区开裂后基体材料会迅速退出工作,使得中性轴快速上移,并且由于裂缝产生后无法得到有效控制,外界侵蚀介质会对内部钢筋进行腐蚀,造成结构的耐久性损伤。纤维增强水泥基复合材料由于内部纤维的桥联作用,在开裂后仍然可以承受荷载,并且有效的控制裂缝发展,同时表现出更好的变形能力和延性,因此成为现代社会对混凝土性能要求不断提高的重要产物。本文对PP-ECC梁进行了静力加载试验,研究了PPECC梁与普通钢筋混凝土梁抗弯性能的差别,研究的主要内容有:(1)对PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的破坏过程进行阶段划分,基于平截面假定和PP-ECC材料的简化本构,建立适用于PP-ECC梁的抗弯承载力计算模型,并通过试验结果进行验证。(2)研究在逐级加载制度下PP-ECC梁的裂缝发展规律,包括裂缝发展模式,裂缝数量发展,裂缝宽度发展以及裂缝延伸高度发展。(3)研究在两种加载制度下,PP-ECC梁的变形性能发展规律,包括整体变形发展,最大变形发展,反复加载变形发展,抗损伤变形发展,变形恢复能力发展以及延性发展。试验结果表明:使用简化本构模型建立的抗弯承载力模型具备较好的精度;达到极限状态时,PP-ECC梁产生的裂缝数量以及裂缝种类均多于普通钢筋混凝土梁,并且裂缝最大宽度和延伸高度均小于普通钢筋混凝土梁,表现出对裂缝较为良好的控制能力;任一级别荷载下,PP-ECC梁的跨中最大变形均高于普通钢筋混凝土梁,并且在加载后期出现较为显著的塑性变形阶段;循环加载制度下PPECC梁反复加载变形曲线与原变形曲线拟合度较好,并且呈现出更好的抗损伤变形能力和变形恢复能力;配筋率相同时,PP-ECC梁的位移延性系数更大,并且随着配筋率的提高延性出现一定程度的下降;基于有效惯性矩法建立的变形计算模型具备一定的精度,可用于工程实践计算。
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