玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能试验研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mtv138
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)筋是一种高性能的新型筋材,可用来替代传统钢筋,在混凝土结构中具有广泛应用前景。其中,玄武岩纤维增强复合材料(BasaltFiber Reinforced Polymer,BFRP)筋因高性价比、轻质高强和耐腐蚀等优势,得到工程界广泛认可。但另一方面,FRP筋混凝土结构存在裂缝较宽、变形较大等问题,通过回收废旧轮胎中的钢纤维,将其替代传统工业钢纤维掺入FRP筋混凝土结构中,可以限制FRP筋混凝土结构裂缝和变形的发展,降低钢纤维混凝土成本,并改善废弃轮胎带来的环境污染问题。本文将玄武岩筋和废旧钢纤维混凝土相结合,通过试验和ABAQUS有限元模拟对玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能进行研究,主要研究内容及成果如下:
  (1)通过玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能试验,分析了试验梁的破坏模式、开裂荷载和极限荷载,研究了试验梁玄武岩筋应力-应变、挠度、裂缝发展以及裂缝宽度的变化规律,综合分析了废旧钢纤维体积掺量和玄武岩筋配筋率对玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能的影响。结果表明:玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯破坏模式可分为混凝土压碎破坏、平衡破坏和玄武岩筋拉断破坏;增大废旧钢纤维体积掺量和玄武岩筋配筋率提高了玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁的受弯性能,废旧钢纤维对限制试验梁裂缝和变形的发展具有显著作用。
  (2)基于分形理论对玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能进行分析。验证了玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁表面裂缝分布的分形特征,其分形维数在0.89~1.07之间。研究了梁表面裂缝分形维数与荷载等级、废旧钢纤维体积掺量、配筋率及跨中挠度之间的关系。结果表明:分形维数与荷载等级和跨中挠度均呈对数增长关系;极限状态下,废旧钢纤维的掺入减小了梁表面裂缝的分形维数,其掺量为1.5%时,分形维数最小为0.9722;随着配筋率的增加,梁表面裂缝发展更充分,其分形维数也更大。
  (3)利用ABAQUS有限元软件对玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯试验进行模拟,并与试验结果进行对比验证。结果表明:有限元模拟结果与试验结果较吻合,验证了该模型对分析玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能的正确性和可靠性,可利用有限元模拟结果为推导理论计算公式提供参考。
  (4)基于现有规范并结合试验结果和数值模拟,提出了不同破坏模式下玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯承载力的计算方法以及平衡配筋率计算公式。
其他文献
随着我国经济建设的高速发展,公共基础设施项目建设需求的日益增加,PPP模式被广泛应用于我国的基础设施建设中。将PPP模式引入到城市地下综合管廊项目中不仅能够有效缓解政府的资金压力,还能够充分利用社会资本生产效率优化资源配置,从而带来显著的经济效益和社会效益。然而,我国城市地下综合管廊PPP项目发展时间较短,在具体实施过程中仍存在一些问题,特别是在城市地下综合管廊PPP项目的运营维护阶段,运维成本投
随着建筑工业化进程的不断推进,我国装配式建筑建设规模进一步扩大,而现阶段预制构件综合单价偏高,成为装配式建筑发展瓶颈。材料费是预制构件综合单价的重要组成部分,是可以进行预制构件综合单价优化的关键部分。目前预制构件生产企业的材料采购处于常规粗放模式,即停留在只注重维持安全库存、未精细化考虑材料价格波动等因素影响,不利于采购成本的优化。实际上,装配式建筑预制构件属于定制型生产,按现场装配进度以标准层形
苯胺类有机废水广泛产生于各种工业生产中,每年排放量巨大。此类废水具有极强的生物毒性,传统的生化处理方法难以满足日益严苛的排放标准,因此亟须寻找一种新型高效的处理工艺。高级氧化工艺中,尽管单一的光催化和电催化体系均具有一定的降解效果,但是由于光催化体系光生载流子较易复合,电催化体系矿化效率有限,它们的使用仍然受到一定限制。为进一步提高降解和矿化效率,于是开发出一种新型组合工艺-光电协同降解工艺来处理
我国西北部寒冷区域矿产资源丰富,铁路边坡岩体在遭受长期季节性冻融作用后,经历重载列车的动力荷载作用,往往会出现边坡损伤与局部失稳破坏问题。开展寒区重载列车作用下冻融边坡的稳定性与长期使用寿命问题研究具有十分重要的意义。本文以朔-黄铁路山西段东风隧道的洞脸边坡实际工程情况为依托,采集了边坡常年冻融区的砂岩试样,开展了冻融循环试验、静态物理力学测试、SHPB动态力学试验、数值试验、理论分析与边坡长期局
学位
随着现代建筑向高层、大跨度及低能耗方向发展,对混凝土的轻质、高强以及保温隔热等性能提出了更高要求。轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温隔热及耐火性能优良等特点,已成为现代混凝土材料主要发展的方向之一。本文以页岩陶粒混凝土为研究对象,依托国家“十三五”科技支撑项目“制品用高性能混凝土材料设计与制备技术与应用(2017YFB0310003)”,对页岩陶粒混凝土性能进行了试验研究,并在此基础之上对页岩陶粒混
学位
冷弯薄壁型钢构件具有良好的截面性能,易于预制和量产,并可回收利用,因此被广泛地应用于各种轻型钢结构中。但和整体屈曲和局部屈曲一样,畸变屈曲在某些情况下有可能会控制冷弯薄壁型钢构件的设计。本文对弯扭联合作用下简支冷弯薄壁C形钢梁的畸变屈曲进行了深入研究。首先对冷弯薄壁C形钢梁的弯曲和扭转理论进行了分析,给出了弯曲和扭转以及弯扭联合作用下C形钢截面的应力分布,明确了C形钢梁在弯扭联合作用下其截面正应力
厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic/anoxic/oxic,A/A/O)工艺因其可同步脱氮除磷,在生活污水处理中广泛运用。我国南方城镇生活污水存在C/N较低的特点,因此A/A/O工艺在运行时由于反硝化细菌需要的碳源不足而导致脱氮效果较低;同时,由于微生物的生长,活性污泥工艺运行时会产生大量剩余污泥,已成为污水处理过程中不可回避的生产难题,污泥减量势在必行。针对A/A/O工艺在处理低碳氮比生活污水
学位
厌氧甲烷氧化(Anaerobic oxidation of methane,AOM)是一种能从环境中去除甲烷的微生物过程,对减轻温室效应有着重要的意义。甲烷作为一种能源物质,其中的化学能可在微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)中转化为电能。AOM-MFC的应用有利于缓解温室效应并提供一种利用甲烷的新技术。然而AOM-MFC的产电机制仍需要进一步研究,其产电性能也需要进一
对于斜拉扣挂法施工的钢桁架拱桥,扣索张拉方案的确定是施工方案的重难点。在实际施工过程中,桥梁的内力、线形等受不确定因素影响较大,所以合理的扣索张拉方案需要考虑不确定因素的影响并满足施工过程多种控制准则。为了解决以上问题,本文提出了一种基于可靠度的多目标优化方法,在保证施工过程可靠度的条件下对扣索张拉方案进行优化。主要内容如下:1、介绍了可靠度计算分析的基本方法与基于可靠度的优化方法,并根据国内外提