织物增强混凝土薄板及其叠合梁试验研究

摘要

织物增强混凝土是采用网状纺织品和细骨料混凝土复合而成的新型建筑材料,如何采用现代高性能材料制备织物增强混凝土薄板,如何研究织物增强混凝土薄板的性能,如何在结构工程中应用织物增强混凝土薄板并发挥薄板的优势是本文探讨的主要问题。
　　 一、织物增强混凝土薄板的制备研究内容包括:纤维和织物增强作用的比较、针织轴向经编织物的设计和生产、高性能细骨料混凝土的研究和配制、预应力织物增强混凝土薄板的制作设备、非预应力和预应力织物增强混凝土薄板制作工艺,及其与制作工艺相关的设计参数（预应力损失）计算方法的讨论。在试验研究中,成功制备了预应力和非预应力织物增强砂混凝土薄板,并且探讨了玻璃混凝土作为织物增强混凝土基体的可行性。
　　 二、织物增强混凝土薄板的性能根椐Ohno&Hannant理论,对斯图加特大学提出的界面粘结试验方法进行理论分析。通过对织物增强砂混凝土和玻璃混凝土薄板的界面粘接性能试验研究,得到了织物增强混凝土薄板工艺和设计参数的变化对薄板界面粘接性能的影响规律。通过简化界面粘结影响因素,建立了粘结滑移模型,推导出界面粘结应力解析式。讨论了浸胶工艺、横向纱线和预应力对界面粘结性能的影响机理。通过对织物增强砂混凝土和玻璃混凝土薄板的弯曲性能试验研究,得到了织物增强混凝土薄板工艺和设计参数的变化对薄板弯曲性能的影响规律。建立了小变形条件下考虑损伤的弯曲试验荷载变形关系。研究了弯曲试件的极限抗弯承载力,通过对受弯试件正截面强度分析,建立了织物增强混凝土薄板弯曲强度计算公式。
　　 三、织物增强混凝土叠合梁试验研究首先研究了织物增强混凝土和钢筋混凝土叠合面的处理方法。然后,对10根足尺叠合梁和2根等截面等长度的钢筋混凝土梁进行四点弯曲性能试验,并且采用有限元软件对试验梁弯曲性能进行非线性分析和模拟,根据叠合梁不同的破坏特征,推导出叠合梁的正截面强度设计计算公式,得出了织物增强混凝土和梁叠合,可以有效地提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力的结论。
　　 总而言之,在纤维体积率相同的情况下,和乱向短纤维相比,织物在连续纤维方向上的增强效率有明显优势。可以认为采用高性能材料制备的多层织物增强混凝土薄板具有良好的延性和强度,采用给织物施加预张拉力和织物表面涂浸润胶的技术措施,可以提高薄板的抗弯性能。织物增强混凝土薄板叠合钢筋混凝土梁的技术路线是可行的,可以进一步开展织物增强混凝土薄板在加固改造和永久性模板等技术领域的应用研究工作。