【摘 要】
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随着节能减排、可持续发展等环境保护措施的落实,工程技术也在不断地更新换代。武汉市在十日内完成火神山医院的“装配式”工程,装配式结构正在成为建筑业的发展方向。但普通混凝土具有自重大、抗裂性和流动性差等缺陷,使其在装配式建筑中的应用受到限制。为适应时代的趋势,开发轻质、抗裂性能和流动性好的混凝土成为必然。纤维增强自密实轻骨料混凝土（Fiber reinforced self-compacting li
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随着节能减排、可持续发展等环境保护措施的落实,工程技术也在不断地更新换代。武汉市在十日内完成火神山医院的“装配式”工程,装配式结构正在成为建筑业的发展方向。但普通混凝土具有自重大、抗裂性和流动性差等缺陷,使其在装配式建筑中的应用受到限制。为适应时代的趋势,开发轻质、抗裂性能和流动性好的混凝土成为必然。纤维增强自密实轻骨料混凝土（Fiber reinforced self-compacting lightweight aggregate concrete,FSLC）是一种兼具轻质、高强以及抗裂性能好的新型混凝土。尽管具有上述诸多优点,但由于还没系统掌握其材料与构件的力学特性,因而尚未在工程中实现大范围推广应用。良好的黏结性能是FSLC与钢筋共同工作的前提,是FSLC应用于混凝土结构时首要解决的问题,但目前尚未见系统研究报道。鉴于此,本文将采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法对钢筋与FSLC之间的黏结性能进行深入研究,以期为FSLC在工程中的推广使用提供理论支撑。本文研究内容及结论如下:（1）通过开展拉拔试验研究钢纤维体积掺量（0%、0.25%、0.5%、0.75%、1%）、FSLC基体强度（LC45、LC55、LC65）、钢筋直径（12 mm、14 mm、16 mm）、相对锚固长度（4 ds、5 ds、6 ds,ds为钢筋直径）及钢筋类型（光圆钢筋、带肋钢筋）,对FSLC黏结性能的影响,分析黏结破坏形态,揭示钢筋与FSLC间界面黏结损伤机理。（2）基于响应曲面法分析不同因素对FSLC黏结强度的影响,提出考虑多因素影响的黏结强度计算方法。研究发现:不同因素对黏结性能的影响程度从大到小依次为:混凝土基体强度＞纤维掺量＞钢筋直径。（3）根据钢筋内部应变片采集的数据,结合测点中部黏结应力法和中部黏结应力插值法,得出全截面黏结应力大小及分布情况。计算结果表明:随着纤维掺量的增加,黏结应力的各个峰值差值降低,黏结应力的分布曲线逐渐平滑。（4）基于弹塑性力学和试验结果,建立带肋钢筋与FSLC之间的黏结应力-滑移本构;基于钢筋与FSLC的黏结强度计算模型及试验结果,提出了钢筋在FSLC内的锚固长度计算公式。（5）基于ABAQUS数值模拟软件构建了与试验相符的细观有限元模型,并验证了模型的有效性,利用修正后的有限元模型追踪钢筋与FSLC界面处裂缝的形成及发展演化规律,验证了所构建的细观有限元模型的有效性,并完成对黏结应力-滑移本构的拓展分析。同时,在声发射信号分析及信号源定位分析的基础上,揭示钢筋与FSLC界面黏结损伤机理。
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