分层钢纤维钢筋混凝土梁腐蚀后的动力性能试验研究-结构工程专业论文.docx

EXPERIMENTAL STUDY ON DYNAMIC PERFORMANCE OF ERODED LAYERED STEEL FIBRE REINFORCED CONCRETE BEAMS A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF PHILOSOPHY from Shandong University of Science and Technology by Guo Yu-jun Supervisor: Professor Wang Hai-chao College of Civil Engineering and Architecture May 2008 声 明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所 公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。改论文资料尚没有呈交 于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名： 日 期： AFFIRMATION I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date: 山东科技大学硕士学位论文摘要 山东科技大学硕士学位论文 摘要 摘 要 钢纤维是一种增强材料，掺加在混凝土中，具有增强增韧的作用，改善了混凝土的 一些力学性能和耐久性。分层钢纤维钢筋混凝土梁在腐蚀后的动力性能试验研究，是山 东省教育厅基金资助项目（J05N01）的一部分。在本文所述试验研究中，制作了 9 根试 验梁，对腐蚀后的试验梁在重复荷载作用下的弯曲疲劳性能进行了试验研究和理论分析。 根据实验研究结果，给出了不同钢纤维混凝土层厚度、不同体积率、不同腐蚀时间的部 分钢纤维钢筋混凝土梁的腐蚀速率、承载力、抗开裂能力、延性以及耗能能力的变化规 律。主要研究工作如下： 1、详细介绍了钢纤维混凝土（SFRC）的发展历程、研究现状、钢纤维增强混凝土的 理论模型：复合力学理论和纤维间距理论，阐述了单根纤维拔出的受力机理，提出了本 文的主要研究内容和研究方法。 2、通过对试验梁腐蚀的研究，分析了钢纤维钢筋混凝土梁的腐蚀状态。介绍了半电 池电位法测试腐蚀电位的原理、标准，并应用于检测钢纤维钢筋混凝土梁腐蚀速率的过 程中。研究了钢纤维钢筋混凝土梁腐蚀发展的规律。 3、对各类试验梁在整个加载过程中，裂缝的发展情况进行了对比，依据现行规程计 算了最大裂缝宽度和主裂缝间距。在一般荷载水平下，分层钢纤维钢筋混凝土梁可保持 裂缝宽度小于 0.05mm，对结构耐久性的具有重要意义。同时与实测值进行比较，探讨 了钢纤维混凝土层厚度、钢纤维掺量、腐蚀时间对钢纤维钢筋混凝土梁裂缝发生、发展、 最大裂缝宽度、主裂缝间距以及构件荷载－位移曲线的影响。分析了钢纤维钢筋混凝土 梁在较大重复荷载作用下截面的变形特征。 4、研究了钢纤维混凝土层厚度、钢纤维体积率和腐蚀时间对钢纤维钢筋混凝土梁在 重复荷载作用下开裂弯矩、极限弯矩、抗开裂性能、延性指数和耗能能力的影响。将各 指标实测值与按照现行有关规范的计算值进行比较分析，得出了部分钢纤维钢筋混凝土 梁的开裂弯矩、极限弯矩、抗开裂性能、延性指数和耗能能力随各因素的变化关系。 5、研究了分层钢纤维混凝土梁抗腐蚀作用的有效性，对混凝土构件耐久性设计及合 理的钢纤维掺加工艺进行了探讨。证实了在具有腐蚀的环境中，采用分层钢纤维混凝土 梁的重要性、必要性及可行性。同时对钢纤维混凝土的经济性进行了分析，探讨了其发 展过程中的相关问题。 关键词：分层钢纤维钢筋混凝土梁，半电池电位法，荷载－位移曲线，延性，耗能 能力 Abstract Steel fibre reinforced concrete, as a kind of new reinforcer, not only enhances the strength, but also improves mechanical performance and viability of concrete. It’s a part of Shand