结合均匀化理论对钢纤维混凝土梁的疲劳性能分析
2021-09-13贺正波王辉明
硅酸盐通报 2021年8期
贺正波,王辉明,2
(1.新疆大学建筑工程学院,乌鲁木齐 830046;2.新疆建筑结构与抗震重点实验室,乌鲁木齐 830046)
0 引 言
为改善混凝土抗拉强度低、易产生裂缝、韧性差等缺陷,常通过在混凝土中添加各种短纤维来改进力学性能。钢纤维因其抗拉强度高、韧性好、与混凝土相容性好等优点,已成为工程实践中应用需求不断增长的混凝土增强材料[1-7]。当前,钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete, SFRC)已被广泛应用于路面结构、桥梁结构、机场跑道、水工结构及房屋结构等工程中。
近年来,混凝土结构频繁出现的疲劳破坏现象引起了工程技术人员的注意,如:工业厂房中的吊车梁在低负荷往复荷载作用下仍发生断裂[8],水利工程中大坝受波浪反复冲刷作用易造成坝体开裂[9],铁道工程中路枕承受数万次振动荷载反复作用后出现伤损[10],路面工程中机场跑道、高速公路路面因静载应力超过路面强度引起疲劳开裂[11-13]。在疲劳荷载作用下,混凝土固有的易开裂、韧性差、收缩大等缺点也愈加显著,因此疲劳荷载作用成为钢筋混凝土结构设计中必须重点考虑的因素。随着对纤维混凝土新型复合材料研究的逐步深入,研究人员发现钢纤维的加入可有效提高混凝土的抗疲劳性能,国内外相关研究呈增长趋势[14-18]。
黄承逵等[19]通过对二级配的SFRC梁进行疲劳试验,提出了SFRC梁的抗弯疲劳方程;付佩等[20]通过试验与有限元结合的方法研究了钢纤维掺量与再生混凝土疲劳性能的关系,并给出了钢纤维的最优掺量;……
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