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本文以“国家科技支撑计划项目2008BAJ08B10-05”、“住宅与城乡建设部研究与开发重点项目[2009-K2-37]”以及“福建省泉州市科技计划重点项目[2009Z46]”为依托,分别对两组(共8根)钢-聚丙烯纤维混杂混凝土矩形截面受弯构件进行两点对称集中荷载下的受弯和受剪试验,研究不同混杂纤维体积掺量对结构受弯和受剪性能的影响。此外,还通过24个混杂纤维混凝土粘结锚固试件的拉拔试验,研究了混杂纤维对混凝土基体粘结强度的影响。主要成果包括以下几个方面:
1.混杂纤维混凝土梁的受弯试验结果显示,混杂纤维有助于提高构件的开裂荷载和极限荷载、阻碍裂缝的开展、降低纵向受拉钢筋的应变并减小梁的变形。通过对混杂纤维混凝土受弯构件的使用性能分析,提出了开裂弯矩和裂缝宽度的计算公式,能较好地反映出混杂纤维“复合效应”。
2.通过混杂纤维混凝土梁的受剪试验,对其受剪性能的分析表明,单纯增大混杂纤维的体积掺量,对提高梁斜截面初裂荷载的作用不明显,但能提高梁的抗剪承载力、减小剪跨区内箍筋的应变和梁的变形、抑制斜裂缝宽度发展。此外,混杂纤维混凝土梁的裂缝分布和钢纤维高强混凝土构件类似,均表现出“晚、细、密”的特点。本文提出的斜截面初裂强度和抗剪承载力计算公式,能综合反映混杂纤维对构件受剪性能的影响。
3.混杂纤维混凝土与钢筋的拉拔试验表明,混杂纤维混凝土与普通钢筋的极限粘结强度较普通混凝土高,锚筋自由端的滑移值也较小。在无横向配筋的条件下,混杂纤维混凝土与钢筋的粘结强度建议采用本文回归后的极限粘结应力公式进行计算。