不同荷载条件下型钢-钢纤维混凝土组合结构的界面失效机理研究

• 作者: 伍凯 刘晓艺 陈峰 林诗琪 徐超
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 型钢混凝土 钢纤维混凝土 抗弯性能 黏结性能 破坏机理
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 110-121
• 页数: 12页
• 分类号: TU398+.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.04.0206

摘要

为了解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将型钢混凝土结构中的钢筋笼完全或部分替换成钢纤维,形成了型钢-钢纤维混凝土组合结构.完成了36个试件的推出试验和13个试件的四点弯试验,分别研究了型钢-钢纤维混凝土组合结构在轴心力与弯矩作用下的界面失效,分析了不同荷载条件下的内力传递与破坏机理.钢纤维在混凝土裂缝处的拉拔行为形成了"桥接"效应,约束了裂缝扩展,改善混凝土裂后的抗拉性能,可以解决因保护层减小而导致的型钢与钢纤维混凝土界面黏结性能变差的问题,延缓甚至避免界面黏结失效的发生.轴心力作用下,因泊松比产生了型钢与钢纤维混凝土之间的界面挤压,钢纤维混凝土在两个正交水平方向承受拉力,这是钢纤维混凝土损伤与开裂的主要原因.钢纤维混凝土的损伤程度与界面的黏结性能有直接的关系,同时受到钢材泊松比的影响.在四点弯试验中,黏结裂缝集中出现在仅承受弯矩的跨中区域,型钢与钢纤维混凝土之间的内力传递以及由此产生的界面拉应力是导致黏结裂缝大量出现的根本原因.黏结裂缝首先出现在钢翼缘的肢尖位置,并随着荷载的增大由内向外发展,直至发展到表面,形成可视裂缝.跨中区域最终形成了钢纤维混凝土保护层梯形破坏面.