钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁受弯性能研究

来源：中国血液净化杂志2023年第9期北京时间：

作者：武芳文, 刘一帆, 何岚清, 程文浩, 李滋润, 杨飞

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 长安大学 建筑工程学院, 陕西 西安 710061"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52378121); The National Key Research and Development Program of China (2021YFB2601000); The Natural Science Basic Research Program of Shaanxi (2022JZ-32); The Fundamental Research Funds for the Central Universities (300102212212)

摘要：磷酸镁水泥混凝土可应用于桥梁抢建工程中的受弯构件,为研究钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁的受弯性能,对5片不同钢纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)的磷酸镁水泥混凝土梁进行了四点弯曲加载试验,分析了钢纤维掺量对磷酸镁水泥混凝土梁破坏形态、裂缝分布、受弯承载力以及延性等受弯性能的影响。试验结果表明:试验梁的破坏模式均为典型的弯曲破坏;在同等荷载作用下,掺有钢纤维的试验梁裂缝数量更多,但裂缝宽度更小且分布更加密集,改善了梁体开裂状况;随着钢纤维掺量的增加,试验梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载以及延性系数均得到提高,其中延性系数的提高尤为显著。基于ABAQUS有限元分析,与试验结果进行对比,并以钢纤维掺量和纵筋配筋率为参数进行了有限元参数化分析,结果表明:纵筋配筋率增加可以显著提高磷酸镁水泥混凝土梁受弯承载力,但会降低梁的延性,而提高钢纤维掺量则能显著改善梁的延性。最后,通过探究钢纤维在混凝土中的作用机理,提出了钢纤维在载荷方向上贡献的抗拉强度,建立了钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁的受弯承载力计算公式,且计算结果与试验结果吻合良好。

关键词：桥梁工程,受弯性能,试验研究,钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁,有限元,受弯承载力计算

基金资助：国家自然科学基金项目(52378121)；国家重点研发计划项目(2021YFB2601000)；陕西省自然科学基础研究计划重点项目(2022JZ-32)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102212212)