钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯性能研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:assofour
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活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)是一种由水泥、石英砂、硅灰、高效减水剂、矿渣以及钢纤维所组成的混凝土,具有超高强度、低脆性、优异耐久性等优势,是一种使用前景非常广泛的超高强度混凝土。由于其组分及力学性能与普通混凝土(Ordinary Concrete,OC)不同,故其构件承载力与刚度计算方法也必然不同于普通混凝土构件。基于此,本文对四根钢筋活性粉末混凝土简支梁开展足尺试验,研究其受弯性能,进而建立其承载力与刚度计算公式,主要研究内容如下:首先,对四根钢筋RPC简支梁进行受弯试验。考察不同配筋率、是否掺杂聚丙烯纤维等因素对钢筋RPC简支梁受力性能与破坏模式的影响,研究RPC简支梁受弯试验过程中裂缝出现及发展规律,获得其荷载-位移曲线。发现钢纤维RPC受压区极限压应变为4394~5200με,开裂应变为690~820με,均远大于普通混凝土。其次,推导了钢筋RPC简支梁的开裂弯矩、正截面受弯承载力计算公式以及刚度计算公式。由于添加了钢纤维,公式推导时必须考虑RPC拉区拉应力的影响,之后通过受弯试验对其有效性进行了验证。结果表明,开裂弯矩、正截面受弯承载力及刚度公式的计算值均与试验值吻合较好,计算公式具有较高的精度,可用于钢筋RPC梁的设计计算。最后,使用ABAQUS有限元分析软件,建立RPC简支梁模型,对钢筋RPC简支梁受弯试验进行模拟。结果显示,模拟所得的挠度曲线趋势与试验结果基本一致,且吻合度较高,数值模型的塑性应变区域与试验梁的裂缝出现区域基本一致,说明本文所建模型可用于钢筋RPC简支梁的模拟分析。本文的研究成果可用于钢筋RPC梁的设计计算,为RPC在工程中的推广应用提供试验和理论参考。
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