海水海砂ECC梁的抗剪性能试验及有限元模拟

为研究海水海砂高延性纤维增强水泥基复合材料(SSE)梁的抗剪性能,进行了SSE材料的研制,并对玄武岩纤维增强树脂复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)梁(BFRP/SSE梁)进行剪切试验,分析了配箍率和剪跨比对梁抗剪性能的影响。试验结果表明:SSE的单轴受拉应变最大可达8.3%,平均裂缝宽度约为0.2 mm。BFRP/SSE梁剪切破坏时没有发生剥落破坏。在正常使用极限状态下,BFRP/SSE梁裂缝宽度小于0.3 mm,满足相关规范要求。在少箍筋和无箍筋的情况下,采用SSE制备的梁抗剪承载力反而提高59.32%~99.25%和6.37%~73.68%不等,且刚度也有一定程度的提升。在BFRP/SSE梁的结构设计中可以考虑不设置最小配箍率。采用有限元软件进行数值模拟,探讨了SSE的力学性能对无腹筋BFRP/SSE梁抗剪承载力的影响规律。计算结果表明,随SSE抗压强度提高抗剪承载力增加明显;随SSE抗拉强度提高抗剪承载力缓慢增加;SSE拉伸应变能力对梁抗剪承载力基本没有影响。本研究可为海水海砂ECC梁的工程应用提供参考依据。