钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete，简称SFRC)是在普通混凝土中掺入乱向随机分布的不连续的短钢纤维所形成的一种新型多相非均质复合材料。通过这些分散的钢纤维，能有效控制和减小因外部荷载在基体混凝土引起的微观裂缝和缺陷产生的应力集中现象，延缓混凝土宏观裂缝的扩展，提高钢纤维混凝土的整体抗裂性。从而使其抗拉、抗弯、抗剪性能较普通混凝土有明显提高，其抗疲劳、耐久性和裂后韧性也能得到较大改善。另外，当其应用于受弯或受拉的结构时，韧性的大幅度提高也意味着其抗冲击荷载的能力得到提高。同时，由于混凝土与钢纤维接触面之间存在很大的界面粘结力，可将外力传递到抗拉强度大、延伸性好的钢纤维上，使钢纤维和基体混凝土能作为一个整体来抵抗外力的作用。由于钢纤维的增强、阻裂作用，SFRC具有较普通混凝土更为优越的力学性能，从而被广泛应用于公路及机场路面、建筑桥梁和隧道结构、水工港口结构、军事工程、工程预制构件等领域。　　 房屋建筑中，为满足功能需求，往往需要在结构上处理为上层为小空间而底层为大空间的布局，如商业价值较好的住宅楼会将底层处理为空间布局较大的商场，或是酒店的结构布局中会将上层作为客房，而底层安排为接待大厅和大型会议室等。在砌体结构中，承重墙此时无法直接砌筑在建筑地基上，常采用在底层设置托梁，托梁与砌筑在其上的砖墙共同承受墙体自重及上部荷载。这种由支撑墙体的钢筋混凝土托梁及其上一定高度范围内的墙体所组成的组合构件，称为墙梁。　　 从我国的国情出发，砌体结构仍存在广泛的市场前景，钢混-砌体组合结构以其良好的抗震性能和经济性，日益广泛的应用于已有砌体结构的改造工程中，尤其以墙梁结构的应用最为广泛，因此对墙梁结构的系统研究具有重要的经济价值和社会意义。　　 墙梁构件中的托梁通常采用普通的钢筋混凝土建造，而采用钢纤维混凝土的应用研究未见报道。墙梁的结构破坏主要集中在托梁的支座端部，且始于裂缝的开展和延伸。当墙梁受力时，会形成以托梁为拉杆墙体为拱肋的拱的受力体系，墙梁的承载能力与此拉杆的刚度有着密切的联系，而钢纤维混凝土正好具有良好的力学性能，能有效增加墙梁结构中托梁的承载能力和抗变形的能力以及增强其刚度，因此本文旨在通过对钢纤维混凝土墙梁的试验及有限元分析，得出一定的研究成果，同时也为后续的研究工作做出一定的知识积累，最终希望对本课题的研究工作能够扩展钢纤维混凝土技术的应用范围，同时为墙梁结构的发展提供有利参考。　　 本文首先对钢纤维混凝土的应用与发展、墙梁的研究现状以及本文的研究目的和内容做了必要阐述；紧接着对钢纤维混凝土非线性有限元的基本理论做了简要表述，并通过试验方法对4组不同钢纤维体积率条件下的钢纤维混凝土的力学性能以及墙梁受竖向荷载作用下的力学表现做了对比试验，对试验结果做了分析并得出结论；然后详细介绍了ANSYS有限元分析的基本理论，随后利用ANSYS有限元软件对4组不同钢纤维体积率条件下的钢纤维混凝土墙梁结构做了有限元模拟分析，对有限元计算结果做了必要分析得出结论，最后将有限元分析结果与试验结果进行对比，相互印证。　　 本文在第一章的绪论中，首先对钢纤维混凝土的应用与发展做了必要阐述，主要讨论了钢纤维混凝土的组成材料、其物理力学性质以及国内外的研究现状以及钢纤维增强混凝土的基本原理；随后对墙梁结构的研究概况做了必要论述，重点讨论了墙梁的国内外研究现状与其基本力学性质，以及对其设计方法做了概述：最后概述了本文的研究目的和内容。　　 第二章钢纤维混凝土墙梁非线性有限元基本理论中，分别介绍了钢筋、钢纤维混凝土和砌体材料的本构关系和破坏准则，并对材料间的三种组合模型分别做了必要论述。　　 第三章钢纤维混凝土的力学试验中，对在不同的钢纤维体积率情况下的四组钢纤维混凝土试块分别进行轴心抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验，测定了不同钢纤维体积率下的轴心抗压强度值和抗拉强度值，并计算出其弹性模量，并分析了钢纤维对普通混凝土的增强作用。同时试验结果表明：钢纤维混凝土的抗压及抗拉强度随着钢纤维体积率的增大而增大，且对其抗拉强度的增强效果大于抗压强度。钢纤维的掺入，能有效阻止了基体混凝土材料裂缝的产生和扩展，并减小其裂缝宽度，使得混凝土的破坏形式由脆性破坏逐渐向塑性破坏转变。　　 第四章钢纤维混凝土墙梁试验中，通过对不同的钢纤维体积率情况下的4组12个钢纤维混凝土墙梁试件进行竖向静载试验，测试了其开裂荷载、破坏荷载、钢筋和混凝土的应变以及裂缝的发展形式等试验内容，并结合钢纤维混凝土的试验结果进行对比分析，讨论了钢纤维体积率对钢纤维混凝土墙梁结构的试验强度的影响，并确定了1.2％的钢纤维混凝土最佳钢纤维体积率。　　 第五章ANSYS有限元分析的基本理论中，首先概述了有限元的基本理论并讨论了其基本方程，随后结合本文的研究对象对有限元模拟单元做了必要阐述，最后总结了有限元法的分析过程及步骤。　　 第六章钢纤维混凝土墙梁ANSYS有限元分析中，首先介绍了ANSYS软件的发展及功能，然后对本文的研究对象钢纤维混凝土墙梁结构以不同钢纤维体积率为变量进行了有限元模拟分析，并对比分析其结果，验证了钢纤维对于墙梁结构性能的改善作用，并很好地吻合了试验结果。　　 对于钢纤维混凝土墙梁的试验及有限元分析结果表明：在墙梁构件中，托梁采用钢纤维混凝土建造是可行的，钢纤维的掺入能有效改善墙梁结构的受力性能，增大其承载能力，对减少托梁的危害裂缝效果明显。　　 最后对钢纤维混凝土在墙梁结构中的应用研究提出了建议。