纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．03．028纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论分析陈丹丹(中交天津港湾工程研究院有限公司，天津300222)摘要：纤雏编织网增强混凝土(TRC)结构是一种新型的结构形式，具有承载能力高、韧性强，构件尺寸小、重量轻，防磁化、施工简单等多种优点，以细粒混凝土作为纤维编织网增强混凝土基体，能增强混凝土与纤维网的粘结性，提高纤维编织网混凝土的性能。本文在介绍纤维鳊织网增强混凝土的基础上，对纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论进行了分析，并采用四点弯曲试验，利用微机控制液压伺服试验机，通过分级加栽，验证了公式的合理性。关

2、键词：混凝土；TBC；抗弯计算中圈分类号：TIJ528．1文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)03—0058—020前言钢筋混凝土(RC，ReinforcedConcrete)是当前最主要的建筑材料之一，是指通过在混凝土中加入钢筋与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料，为加劲混凝土最常见的一种形式。钢筋混凝土结构是目前土木工程建造中应用最多的一种结构形式，在钢筋混凝土结构中，水泥水化时生成的强碱介质会在处于其中的钢筋表面形成钝化膜，抑制钢筋腐蚀，但如果混凝土密实性不足或保护层太薄遭到破坏，混凝土中的添加剂、空气中的二氧化碳以及一些外界因素都会破坏钝化膜，将钢

3、筋置于侵蚀性环境中，随着时间的增加，钝化膜进一步被破坏，最终会导致钢筋锈蚀，引起体积膨胀对混凝土产生压力，从而使保护层出现大面积疏松、脱落，混凝土受力性能被破坏，材料耐久性大大降低，致使钢筋混凝土结构被破坏，造成较大的经济损失。另外，由于钢筋混凝土结构不能屏蔽磁场，会给建筑内，尤其是医院内的工作带来麻烦。随着纤维这一新型建筑材料的应用和发展，经过不断的研究，人们发现将纤维编织网铺设在特质混凝土内构成的纤维编织网增强混凝土，在抗弯、抗剪、抗压以及防腐蚀、防磁性等方面都有更好的性能。1纤维编织网增强混凝土纤维编织网(Textile)是将连续纤维粗纱编织成的平面或立体的网状纺织物，土木工程

4、中常用的纤维有碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维等高抗拉强度的纤维及聚乙烯醇、聚乙烯等高韧性的纤维。纤维编织网主要采用的是高抗拉强度的纤维，所形成的编织网主要有碳纤维网、玻璃纤维网和芳族聚酸胺纤维网。纤维编织网增强混凝土(TIC，TextileReiTforeedCon-c陀)是一种结合了短切纤维增强混凝土与普通钢筋混凝土作者筒介：陈丹丹(1980一)，女，甘肃兰州人，工程师，硕士研究生研究方向：结构工程专业。二者优点的复合材料，其所使用的碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维等纤维材料具有耐腐蚀性，不需要再对材料进行化学防腐蚀处理，同时纤维在拉力作用下变形和外力呈线性关系，使其具有高抗拉强度，

5、加上纤维的轻质、防磁性等优点，使其在轻质薄壁结构，有防磁化要求的结构，楼板、屋面板等承载构件，顶棚、内外墙板等装饰构建，免拆卸模板及腐蚀等恶劣环境下的结构修复、防锈加固和防治混凝土开裂等领域都有着十分广阔的应用前景。2纤维编织网增强细粒混凝土抗弯计算纤维编织网增强混凝土结构通过纤维网与混凝土的协同工作，在实际应用中有着抗腐蚀、防磁化、重量轻以及易于施工等多个优势，而纤维网能够与混凝土协同工作主要取决于其粘结性能。为了能使混凝土顺利渗透纤维编织网，形成良好的粘结，就需要对混凝土的性能作一定的要求。细粒混凝土是指最大骨料粒径不超过4mm的混凝土，它具有高流动性、自密实性、抗离析性等优良的

6、工作特性，作为纤维编织网增强混凝土的基体混凝土能够增强纤维网与混凝土的粘结性能，减少施工难度。纤维编织网结构具有着优异的力学性能和使用性能，但由于纤维编织网是一种不同于钢筋的各向异性材料，经纬两向纤维束由很多只能受拉不能受压的纤维单丝组成，且表面粗糙没有固定截面指标，给其力学性能的测定带来了一定的困难，因此需要建立一定的计算公式和模型对纤维编织网增强细粒混凝土的受弯能力进行分析，以能使这一材料更好地应用于实践中。2．1材料属性在对纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯性能进行分析时，试验所采用的纤维编织网及混凝土材料都须严格按照相关的规范选择，不同的规范对纤维束的测量长度有不同的规定，通常纤

7、维束越长，其包含的缺陷也就越多，但不论是按照何种规范进行选择，同一试验中纤维束的长度须保持相同，以避免由于测量长度带来的误差。假定截面的变形符合乎截面假定、截面曲率在纯弯段不变、纤维编织网和细粒混凝土之间以及梁沿轴方向没有相对的滑移和位移、在整个跨度上曲率和弯矩一一对应，同时不考虑非受力纤维的影响。(1)混凝土应力一应变关系。根据图1所示混凝土抗压本构模型，利用混凝土应力一应变曲线方程，可以将混凝土单向受拉的应力一应变关系简化为线性关系：Z=E·占(1)(