论文首先介绍了钢纤维混凝土的基本特性,阐述了钢纤维对混凝土材料强度、韧性等力学性能的提高作用。然后,论文重点从钢纤维混凝土材料的热力学性能和结构设计两方面研究了钢纤维在混凝土结构中的增强与抗裂作用: 通过钢纤维混凝土和普通混凝土墩墙结构的模型试验,分析了早期钢纤维混凝土在水化热和环境温度作用下,结构内部温度以及温度应变随时间的变化规律。通过与普通混凝土的对比,得出钢纤维混凝土的导温性能好于普通混凝土这一结论。在Ansys平台下,利用有限单元法对以上试验模型进行数值模拟,并对钢纤维混凝土与普通混凝土墩墙结构内的温度及温度应力的分布特征以及其随时间的变化规律做了对比分析,运用热力学原理说明了钢纤维对早期混凝土结构的增强与阻裂作用。 在总结前人试验成果的基础上,对钢纤维在钢筋混凝土梁中的阻裂机理进行了分析,提出了只在梁受拉区一定高度内掺加钢纤维的“钢纤维增强部分截面钢筋混凝土梁”的设计方法。通过Ansys有限元计算,对不同钢纤维混凝土层高度的钢纤维增强钢筋混凝土梁进行了分析,总结了钢纤维混凝土层相对高度的不同对钢筋混凝土梁承载能力、裂缝宽度以及跨中位移等的影响规律,证明了“钢纤维增强部分截面钢筋混凝土梁”的设计方法的正确性与合理性,具有一定的工程实践意义。