PVA纤维增强混凝土构件性能研究

摘要

本论文主要研究PVA纤维改性钢筋混凝土梁在抗弯受力过程中的结构性能。论文剖析了纤维间距理论(纤维阻裂理论)和混合原理(复合材料理论)两种主要的纤维增强机理，总结了影响纤维混凝土强度的主要因素，并对相关材性试验结果进行了分析对比。　　文中通过不同钢筋配筋率和不同PVA纤维掺量的10根2.0米长混凝土梁式构件的抗弯试验，研究了PVA纤维对混凝土的增强与增韧作用。研究中比较了纤维含量对配筋混凝土受弯构件的初裂荷载、极限荷载、韧性和耗能等指标的影响，分析了PVA纤维在控制裂缝宽度以及增强变形性能方面的作用机理。最后，本文提出了对纤维混凝土发展的看法，以及有待进一步研究的建议。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.1.1出现的问题

1.1.2常用的解决途径

1.2研究现状

1.2.1纤维混凝土增韧机理研究

1.2.2其他纤维的研究结果

1.2.3 PVA纤维已有的研究结果

1.3本文的研究目的与研究内容

1.3.1 PVA纤维混凝土的研究目的

1.3.2本文的研究内容

第二章纤维混凝土基本理论

2.1纤维强化机理

2.1.1纤维间距理论和混合原理

2.1.2两种理论的对比评价

2.2纤维增强力学的影响因素

2.2.1纤维的分散

2.2.2纤维的配向

2.2.3其它的一些影响因素

2.3桥接作用机理

2.4纤维混凝土的破坏机理与破坏形式

2.4.1临界长度与临界长细比

2.4.2纤维脱粘拔出破坏和纤维被拉断破坏

第三章PVA纤维混凝土的材性试验

3.1拉伸强度的试验测定介绍

3.1.1直接测试方法与间接测试方法

3.1.2直接与间接测试方法的对比

3.2试块制作情况介绍

3.3试件的试验情况及试验结果

3.3.1抗压试验结果

3.3.2弹模试验结果

3.3.3抗折试验结果

3.3.4弯曲韧性试验结果和截面塑性

3.4设计中采用的强度等级

第四章纤维混凝土梁的试验

4.1纤维混凝土梁的试验构件介绍

4.2试验过程

4.2.1加载制度

4.2.2试验装置图

4.3试验结果与分析

4.3.1开裂荷载

4.3.2极限状态控制下的荷载

4.3.3裂缝开展

4.4 PVA纤维混凝土梁的韧性

4.4.1韧性的定义及由来

4.4.2抗震方面的韧性的评定方法

4.4.3裂缝方面的韧性的评定方法

4.4.4韧性试验结果分析

第五章数值模拟

5.1裂缝数值模型

5.2有限元单元模型

5.2.1混凝土单元

5.2.2钢筋单元

5.2.3粘结单元

5.3数值迭代方法

5.4收敛准则

5.5程序参数介绍与本次试验模拟采用的参数

5.6模拟结果与试验结果比较

第六章结论及展望

6.1本文的有关结论

6.1.1 PVA纤维钢筋混凝土梁受弯试验结论

6.1.2 PVA纤维钢筋混凝土梁受弯试验模拟结论

6.2研究工作展望

6.2.1纤维与基体的粘结强度不够

6.2.2纤维混凝土规范的材性试验方法

6.2.3纤维混凝土的耐久性问题

6.2.4混凝土的配合比对纤维混凝土的影响

参考文献

附图

致谢