聚丙烯纤维混凝土梁裂缝发展的试验研究与模型计算

为探究PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,制作了8根PP-ECC梁和2根RC梁,首先通过四点弯曲加载研究了其裂缝发展形态、裂缝宽度和延伸高度,并与RC梁进行对比;然后,在考虑梁构件受弯时ECC的抗拉能力的基础上,基于粘结滑移理论和平截面假定建立了裂缝平均间距模型、裂缝最大宽度模型及裂缝最大延伸高度模型,并通过模型计算结果与试验结果的对比对各模型的合理性和准确性进行了验证。结果表明:PP-ECC梁在单轴拉伸时具有明显的应变-硬化特性,呈现多条微裂缝发展的破坏模式;PP-ECC梁在弯曲荷载下的裂缝数量显著多于RC梁,且裂缝发展贯穿整个试验过程;PP-ECC梁主裂缝宽度和延伸高度均小于RC梁,且随荷载增加而呈现较均匀的发展状态;基于粘结滑移理论建立的PP-ECC梁裂缝平均间距模型的精度系数在0.95~1.05之间,裂缝最大宽度模型的精度系数在0.85~1.2之间,基于平截面假定建立的裂缝最大延伸高度模型的精度系数在0.95~1.1之间。

弯曲荷载作用下PP-ECC梁裂缝发展规律试验研究

本文通过四点弯曲试验,研究PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,并与RC梁进行对比.研究结果表明:新裂缝的产生几乎贯穿了PP-ECC梁的整个加载阶段,并且在极限阶段呈现出多条主裂缝共同发展的破坏状态,同时,裂缝的发展模式以及发展形态也更为多元化.而RC梁表面不再有新裂缝产生,在加载后期则会出现单条较为明显的主裂缝;相同配筋率下,PP-ECC梁破坏时产生的裂缝数量远高于RC梁,裂缝数量增长率分别为420%和780%,并且随着配筋率的提高,RC梁与PP-ECC梁受拉区产生的裂缝数量逐渐减小;RC梁受拉区底部裂缝的延伸率达到了100%,而PP-ECC梁底部受拉区裂缝的延伸率则随着配筋率的提高而逐渐提高,平均延伸率为66.83%,远低于RC梁,较低的裂缝延伸率说明了PP-ECC梁具备比RC梁更好的受拉区裂缝控制能力.PP-ECC梁的最大裂缝宽度远小于RC梁,其最大裂缝宽度分别为RC梁试件的35.3%和38.5%,主裂缝的宽度随着加载级别的提升而呈现出近线性发展规律,PP-ECC梁的主裂缝的发展更为均匀稳定,并且随着配筋率的提高,RC梁与PPECC梁的最大裂缝宽度不断增大;PP-ECC梁裂缝最大延伸高度小于相同配筋率下RC梁的裂缝最大延伸高度,同时,加载过程中,PP-ECC梁的主裂缝宽度和裂缝数量发展以及主裂缝延伸高度和开裂宽度发展均体现出较高的一致性和同步性.