锈蚀钢纤维力学性能及极限拉伸荷载计算方法

采用干湿循环法将钢纤维进行加速锈蚀,在分析其表观锈蚀特征的基础上,通过轴向拉伸试验和有限元分析研究了锈蚀程度对其力学性能退化的影响.结果表明:干湿循环处理后钢纤维表面出现了较多的锈坑,截面损失和锈坑处应力集中使其力学性能退化,而应力集中程度又取决于锈坑深度、宽度和钢纤维直径.建立了考虑锈坑深度、宽度和钢纤维直径影响的锈蚀钢纤维极限拉伸荷载退化模型,经试验验证,该模型也适用于计算锈蚀钢筋的极限拉伸荷载.

钢筋与钢纤维混凝土的黏结-滑移性能及其关系模型

基于内贴应变片的钢筋与钢纤维混凝土局部黏结试件的拉拔试验,研究钢筋与不同强度钢纤维混凝土的黏结性能。通过对实测钢筋应变的分析,建立了以三次多项式表达的黏结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维混凝土黏结应力和相对滑移沿黏结区段的分布,进一步分析了钢纤维和混凝土强度对黏结性能的影响。结果表明,随钢纤维的体积率和混凝土强度的增大,黏结试件加载端附近的黏结应力提高,黏结应力极值总体向加载端靠拢;同时,加载端与自由端的滑移减小。最后,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维混凝土受力过程的黏结-滑移关系模型。

钢筋与钢纤维混凝土黏结强度计算方法研究

根据钢纤维混凝土具有较大变形和裂缝扩展能力的特点,建立了钢纤维混凝土环向伸长的表达式。在此基础上,将弹性力学理论、虚拟裂缝理论与钢纤维混凝土软化模型相结合,提出了钢筋与钢纤维混凝土黏结强度的计算方法,并进行了试验验证,同时分析了相对保护层厚度（混凝土保护层厚度与钢筋直径之比）、裂缝数量和钢筋直径对相对黏结强度（黏结强度与钢纤维混凝土抗拉强度之比）的影响。结果表明,钢筋与钢纤维混凝土相对黏结强度处于塑性状态解和部分开裂弹性状态解之间;钢纤维体积率在0.5%～1.5%时,随着黏结试件相对保护层厚度的增大和裂缝数量的增多,相对黏结强度增大;随着钢筋直径的增大,相对黏结强度减小。但当裂缝数量大于5或钢筋直径大于32 mm,裂缝数量和钢筋直径的变化对相对黏结强度的影响较小。