鋼纖維阻裂效應(yīng)研究及其在盾構(gòu)管片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、在混凝土基體中摻入適量高模量的鋼纖維后，能改變其破壞時(shí)的脆性，有效的控制裂縫的產(chǎn)生與增長(zhǎng)，起到增強(qiáng)、增韌的改善作用，且有效地克服了混凝土抗拉強(qiáng)度低、易開(kāi)裂、抗疲勞性能差等固有缺陷。鋼纖維混凝土優(yōu)越性的廣泛認(rèn)知，使得它的應(yīng)用飛速發(fā)展，隨之而來(lái)的是更加深入的研究。 按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算的裂縫寬度無(wú)法體現(xiàn)鋼纖維的作用，因此《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》在計(jì)算裂縫寬度時(shí)引入了鋼纖維裂縫影響系數(shù)β<,cw>來(lái)體現(xiàn)鋼纖維的阻裂效應(yīng)，

2、但《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中只是給出了FC45以下的纖維混凝土裂縫寬度影響系數(shù)β<,cw>，而預(yù)制管片的承載力和防水等都要求它具有高強(qiáng)度和高抗?jié)B性，所以鋼筋混凝土管片主要采用的是C50或以上的高強(qiáng)混凝土。為體現(xiàn)鋼纖維阻裂效應(yīng)在高強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)中的作用，故本文以此為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)試驗(yàn)研究和理論計(jì)算分析量化鋼纖維裂縫寬度影響系數(shù)及其在管片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 本文根據(jù)粘結(jié)滑移理論得到平均裂縫寬度公式，進(jìn)行推導(dǎo)，并結(jié)合鋼纖維裂縫寬度計(jì)算公式，

3、導(dǎo)出鋼纖維裂縫寬度影響系數(shù)的公式。從中可以得知截面尺寸、混凝土的抗拉強(qiáng)度和彎矩等對(duì)鋼纖維裂縫寬度影響系數(shù)有一定的影響。 通過(guò)偏壓短柱和純彎梁試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)結(jié)果得到裂縫影響系數(shù)的簡(jiǎn)化表達(dá)系數(shù)分別為0.46和0.45。為了使試驗(yàn)結(jié)果更具普遍性，通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)，變化影響參數(shù)，如截面的長(zhǎng)、寬，得出各種條件下裂縫寬度、彎矩與裂縫寬度影響系數(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步分析了鋼纖維裂縫寬度影響系數(shù)的變化規(guī)律。 按照實(shí)際管片的設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行纖維混凝

4、土管片配筋計(jì)算，得出主筋8ф14符合要求，然后對(duì)主筋為ф14的纖維混凝土管片與主筋為ф18的現(xiàn)有鋼筋混凝土管片進(jìn)行實(shí)體模型試驗(yàn)，分析試驗(yàn)過(guò)程中的裂縫特征，得到前者具有略高的抗裂性，從而也驗(yàn)證了該系數(shù)的實(shí)用性和可靠性。 最后，利用試驗(yàn)得到的鋼纖維混凝土拉力軟化材料模型進(jìn)行纖維混凝土管片的數(shù)值試驗(yàn)，得到相同配筋條件下鋼筋混凝土管片和鋼纖維混凝土管片的裂縫寬度，再由鋼筋混凝土管片的裂縫寬度和試驗(yàn)得到的β<,cw>計(jì)算鋼纖維混凝土管片的