《鋼纖維混凝土》課件

纖維混凝土結(jié)構(gòu)研究生專業(yè)選修課1《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課第一章緒論

第二章纖維混凝土的組成材料及其

性能

第三章纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理

第四章鋼纖維混凝土的配制與施工

第五章鋼纖維混凝土基本性能

第六章鋼纖維混凝土本構(gòu)模型和強(qiáng)

度理論

第七章鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課第一章緒論1.1纖維混凝土的定義與分類1.2纖維混凝土的特性1.3纖維混凝土的工程應(yīng)用1.4纖維混凝土的發(fā)展前景1.5

WHUT主持和參加的本領(lǐng)域研究項(xiàng)目與研究成果3《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課1.1纖維混凝土的定義與分類定義——纖維增強(qiáng)混凝土（FRC,FiberReinforcedConcrete)簡(jiǎn)稱纖維混凝土，它是以水泥、砂漿或混凝土為基體，以金屬纖維、無機(jī)非金屬纖維、合成纖維或天然有機(jī)纖維為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。4《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課分類1.以其基體不同分纖維水泥（用于建筑制品，如石棉水泥瓦、板，玻璃纖維水泥墻板等）纖維砂漿（用于防裂、防滲結(jié)構(gòu)，如聚丙烯纖維抹面砂漿、鋼纖維防水砂漿等）纖維混凝土（用于各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件）纖維輕質(zhì)混凝土纖維膨脹混凝土纖維高強(qiáng)混凝土依基體混凝土的特征分5《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課分類2.以其纖維彈性模量不同分高彈模纖維混凝土低彈模纖維混凝土混雜（混合）纖維混凝土金屬纖維（鋼纖維、不銹鋼纖維、鋼棉等）無機(jī)非金屬纖維（石棉、玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維）高彈模合成纖維（芳綸纖維、高彈模聚乙烯纖維等）天然有機(jī)纖維（纖維素纖維、麻纖維、草纖維等）合成纖維（聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、尼龍纖維等）兩種或兩種以上纖維復(fù)合使用6《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課分類短纖維增強(qiáng)混凝土（纖維短切、亂向、均勻分布在基體中）連續(xù)纖維增強(qiáng)混凝土（纖維以單絲、網(wǎng)、布、束等形式分布于基體中）

3.以其纖維在基體中分布形式不同分7《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課分類漬漿纖維混凝土（SIFCON,SlurryInfiltratedFiberConcrete)活性粉末纖維混凝土（RPFC,ReactivePowderFiberConcrete)纖維增強(qiáng)無宏觀缺陷水泥（FRMDFC,FiberReinforcedMacro-DefectFreeCement)4.高性能、高含量纖維混凝土將水泥漿或水泥砂漿滲澆到鋼纖維堆體中的一種高強(qiáng)度、高韌性復(fù)合材料硅粉、石英粉或石英細(xì)砂和細(xì)短鋼纖維碳化硅纖維或芳綸纖維無空洞和初始微裂縫等8《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課1.2纖維混凝土的特性混凝土材料的優(yōu)點(diǎn)：原材料容易獲得耗能和成本相對(duì)較低成型和施工相對(duì)簡(jiǎn)便結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、承載力高、穩(wěn)定性良好

（鋼筋增強(qiáng)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用）結(jié)構(gòu)的抗震性能和耐久性可滿足要求（有效的抗震設(shè)計(jì)和防護(hù)措施）9《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課混凝土材料的弱點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度低，易開裂韌性差(toughness)延性(ductility)和抗疲勞(fatigue)性能較低存在收縮(shrinkage)和徐變(creep)變形混凝土的改性研究混凝土開裂后繼續(xù)維持一定抗力的變形能力，通常用與σ-ε或p-δ曲線下的面積有關(guān)的參數(shù)來衡量10《纖維混凝土結(jié)構(gòu)》研究生專業(yè)選修課纖維混凝土土材料的特性性（1）：高彈模纖維維混凝土用用于鋼筋混混凝土和預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件抗拉強(qiáng)度、、彎拉強(qiáng)度度、抗剪強(qiáng)強(qiáng)度、抗沖沖切強(qiáng)度、、局部受壓壓強(qiáng)度和抗抗扭強(qiáng)度顯顯著提高；；延緩裂縫出出現(xiàn)，降低低裂縫寬度度；提高構(gòu)件裂裂后剛度，，提高構(gòu)件件延性；11《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維混凝土土材料的特性性（2）：降低早期收收縮裂縫、、溫度裂縫縫和長(zhǎng)期裂裂縫裂后變形性性能明顯改改善（彎曲曲韌性、壓壓縮韌性、、極限應(yīng)變變有所提高高）收縮變形和和徐變變形形降低抗壓疲勞、、抗彎拉疲疲勞性能提提高12《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維混凝土土材料的特性性（3）：抗沖擊、抗抗爆炸性能能顯著提高高耐磨性、耐耐空蝕性、、耐沖刷性性、抗凍融融性和抗?jié)B滲性有不同同程度提高高耐腐蝕性和和耐老化性性與纖維品品種和基體體特性有關(guān)關(guān)如：耐堿性性環(huán)境的碳碳纖維、石石棉纖維、、耐堿玻璃璃纖維等如：水泥石石和細(xì)集料料料的保護(hù)護(hù)可使基體體內(nèi)部纖維維（耐紫外外線性能差差的合成纖纖維、易銹銹蝕的鋼纖纖維）不老老化13《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維混凝土土材料的特性性（4）：某些特殊纖纖維配置的的混凝土，，其熱學(xué)性性能、電學(xué)學(xué)性能、耐耐久性能有有所變化。。石棉水泥板板的絕熱性性能、耐久久性能優(yōu)良良碳纖維混凝凝土導(dǎo)電性性能優(yōu)良，，具有一定定“壓阻效效應(yīng)”低熔點(diǎn)合成成纖維混凝凝土在火災(zāi)災(zāi)中可降低低混凝土的的爆裂14《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課石棉纖維水水泥制品發(fā)展歷史和和應(yīng)用概況況1879年問世，1900年，奧地利利人發(fā)明哈哈謝克法生生產(chǎn)石棉水水泥板——標(biāo)志著石棉棉水泥走向向工業(yè)化生生產(chǎn)主要用于波波紋瓦、平板瓦、貼墻板、隔熱板、絕緣板、下水管道、電纜管等需采取控制制石棉粉塵塵污染措施施15《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課玻璃纖維水水泥制品發(fā)展歷史和和概況1957年由前蘇聯(lián)聯(lián)彼尤科維維奇提出，，1964年出版關(guān)于于玻璃纖維維混凝土的的專著。應(yīng)用的最大大障礙是：：普通玻璃璃纖維在硅硅酸鹽水泥泥石的堿環(huán)環(huán)境中易腐腐蝕而性能能下降。耐耐堿玻璃纖纖維的開發(fā)發(fā)、降低水水泥基材中中的含堿量量推動(dòng)了玻玻璃纖維水水泥制品的的應(yīng)用。16《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課玻璃纖維水水泥制品主要應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域玻璃纖維水水泥波紋板、平板瓦、玻璃纖維維水泥墻板、空心墻板、保溫復(fù)合合墻板、永久模板、玻璃纖維維水泥管、管襯、現(xiàn)澆空心心樓板的圓圓孔內(nèi)模等；中國(guó)建材科科研院開發(fā)發(fā)的玻璃纖維殼殼體糧倉結(jié)構(gòu)自重輕輕、成本低低，應(yīng)用前前景良好。。17《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土發(fā)展歷史用途最廣、、用量較大大1910年，由H.F.Porter提出1963年，J.P.Romualdi和J.B.Batson關(guān)于纖維混混凝土增強(qiáng)強(qiáng)理論研究究報(bào)告發(fā)表表（中國(guó)最早早提出—本版觀點(diǎn)））18《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土發(fā)展歷史在我國(guó)的研研究和應(yīng)用用開始于20世紀(jì)70年代，自1986年至今，已已召開九屆屆纖維水泥泥與纖維混混凝土學(xué)術(shù)術(shù)會(huì)議（武武漢、大連連、南京、、南昌、鄭鄭州、重慶慶等地）；；FRC-10會(huì)議已于2004年11月在上海同同濟(jì)大學(xué)召召開19《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課1.3纖維混凝土土的工程應(yīng)應(yīng)用石棉纖維水水泥制品玻璃纖維水水泥制品鋼纖維混凝凝土合成纖維混混凝土20《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土相關(guān)規(guī)程和和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（1）：《鋼纖維混凝凝土試驗(yàn)方方法》CECS13:89《鋼纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)與施工工規(guī)程》CECS38:92《纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)程程》CECS38:92修訂訂稿稿，，2003.12通過過評(píng)評(píng)審審，，現(xiàn)現(xiàn)已已頒頒布布21《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土相關(guān)關(guān)規(guī)規(guī)程程和和行行業(yè)業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（2）：：《鋼纖纖維維混混凝凝土土》JG/T3064-1999（中國(guó)國(guó)建建筑筑工工業(yè)業(yè)行行業(yè)業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)））《銑削削鋼鋼纖纖維維混混凝凝土土應(yīng)應(yīng)用用技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)程程》DBJ08-59-97（上海海市市標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)））22《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土主要要應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域（（1）：：鋪面面工工程程：公公路路路路面面、、橋橋面面、、機(jī)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道道面面、、碼碼頭頭鋪鋪面面和和工工業(yè)業(yè)建建筑筑地地面面等等。。———提高高面面板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗裂裂性性、、彎彎拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度、、彎曲曲韌韌性性、、耐耐沖沖擊擊、、耐耐疲疲勞勞性性能能23《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土主要要應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域（（2）：：房屋屋和和橋橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、水水工工結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、特特種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)———梁、、疊疊合合梁梁的的裂裂縫縫控控制制、、抗抗剪剪增增強(qiáng)強(qiáng)———復(fù)雜雜應(yīng)應(yīng)力力區(qū)區(qū)（（懸懸挑挑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、閘閘門門門門槽槽、、大壩壩孔孔口口））的的增增強(qiáng)強(qiáng)———抗震震框框架架節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、、牛牛腿腿、、剪剪力力墻墻的的連連梁梁的的抗抗剪剪增增強(qiáng)強(qiáng)———筒倉倉、、煙煙囪囪的的裂裂縫縫控控制制———樁基基承承臺(tái)臺(tái)的的抗抗剪剪、、抗抗沖沖切切增增強(qiáng)強(qiáng)24《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土主要要應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域（（3）：：交通通隧隧道道、、輸輸水水隧隧洞洞等鋼鋼纖纖維維噴噴射射混混凝凝土土襯襯砌砌、、支支護(hù)護(hù)防水水防防滲滲結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)———?jiǎng)傂孕苑婪浪菸菝婷?、、地地下下室室剛剛性性防防水水層層、、?chǔ)儲(chǔ)水水池池等等預(yù)制制構(gòu)構(gòu)件件———預(yù)制制樁樁樁樁尖尖、、樁樁頂頂，，大大管管樁樁、、鐵鐵路路軌軌枕枕、、道道路路井井蓋蓋25《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土主要要應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域（（4）：：軍事事工工程程———掩體體、、防防空空洞洞、、防防護(hù)護(hù)門門等等修補(bǔ)補(bǔ)加加固固工工程程———大壩壩壩壩面面修修補(bǔ)補(bǔ)，，路路面面局局部部修修補(bǔ)補(bǔ)或或罩罩面面，，梁、、板板、、柱柱、、墩墩的的加加固固26《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土應(yīng)用用實(shí)實(shí)例例(1)：高層層建建筑筑福州州華華福福大大廈廈———地上上31層，，地地下下2層，，八八層層頂頂轉(zhuǎn)換換層層大大梁梁全部部采采用用鋼鋼纖纖維維混混凝凝土土500m3，使用用剪剪切切扭扭曲曲型型鋼鋼纖纖維維近近40噸，，鋼鋼纖纖維維摻摻量量1%。建建成成后后，，效效果果良良好好，，抗剪剪能能力力約提提高高45%。27《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課福州州中中美美大大廈廈———地上上28層，，地地下下2層，，框框架架-剪力力墻墻中中筒筒結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，內(nèi)內(nèi)框框架架梁梁高高僅僅270mm，梁寬寬2000mm，為特特型型寬寬扁扁梁梁。。為為保保證證柱柱周周邊邊板板帶帶的的抗沖沖切切能力，設(shè)設(shè)計(jì)中將將板帶梁梁在柱上上交匯的的方塊處處加厚為為400mm形成柱帽帽，柱帽處采用鋼鋼纖維混混凝土。。28《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課柱帽(加厚為400mm)框架柱特型寬扁扁梁270mmx2000mm中美大廈廈SFRC柱帽29《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課鋼纖維混混凝土應(yīng)用實(shí)例例(2)：鐵路隧道道工程西康線椅椅于山隧隧道工程程——采用濕噴噴鋼纖維維混凝土土a.鋼纖維混混凝土抗抗壓、抗抗拉、抗抗剪強(qiáng)度度大，具具有很強(qiáng)的支護(hù)功能;b.施工簡(jiǎn)便便（一臺(tái)噴噴射機(jī)和和攪拌機(jī)機(jī)），機(jī)機(jī)動(dòng)靈活活，可在高空空或狹小小工作區(qū)區(qū)間向任任意方向向施工薄薄壁結(jié)構(gòu);c.減少施工工粉塵;d.鋼纖維混混凝土外外有的粗粗糙具有有降低噪音的功能。。30《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課鋼纖維混混凝土應(yīng)用實(shí)例例(3)：預(yù)制構(gòu)件件上海等地地預(yù)應(yīng)力力管樁和和預(yù)制方方樁的生生產(chǎn)——在樁頭或或裝尖部部分加入入鋼纖維維，增強(qiáng)強(qiáng)樁的抗抗捶擊性性能和貫貫穿能力力31《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課合成纖維維混凝土土發(fā)展歷史史1965年由S.Goldfein提出用聚聚丙烯纖纖維作為為混凝土土的摻合合料，用用于美軍軍軍工防防爆結(jié)構(gòu)構(gòu)1971年英國(guó)制制定有關(guān)關(guān)聚丙烯烯纖維混混凝土制制作管子子、管件件和薄板板的國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)于20世紀(jì)90年代初開開始研究究和應(yīng)用用32《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課合成纖維維混凝土土主要應(yīng)用用領(lǐng)域橋面、路路面和地地面耐磨磨性改善善外墻抹面面、防水水屋面、、水池、、渠道、、水工建建筑物等等抗?jié)B性性、抗凍凍性改善善隧洞、護(hù)護(hù)坡的噴噴射混凝凝土支護(hù)護(hù)、襯砌砌高彈模纖纖維如芳芳綸纖維維、高彈彈模聚乙乙烯纖維維、高彈彈模尼龍龍纖維，，用于混混凝土的的增韌，，以提高高抗沖擊擊和抗疲疲勞性能能33《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課1.4纖維混凝凝土的發(fā)發(fā)展前景景鋼纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)（SFRC)鋼纖維高高性能混混凝土(SIFCON,SIMCON等)合成纖維維及混雜雜纖維混混凝土碳纖維混混凝土及及陶瓷纖纖維混凝凝土連續(xù)纖維維和纖維增強(qiáng)強(qiáng)聚合物物混凝土土34《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課纖維增強(qiáng)強(qiáng)聚合物物混凝土土(FRP,FiberReinforcedPolymer)玻璃纖維維碳纖維芳綸纖維維聚合物連續(xù)纖維維組成環(huán)氧樹脂脂其它高強(qiáng)強(qiáng)度高粘粘結(jié)性樹樹脂35《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課纖維增強(qiáng)強(qiáng)聚合物物混凝土土(FRP,FiberReinforcedPolymer)纖維聚合合物布(Cloth)纖維聚合合物網(wǎng)(Mesh)纖維聚合合物板(Board)纖維聚合合物筋(Bar)分類36《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課應(yīng)用獨(dú)立建造造輕型結(jié)結(jié)構(gòu)用于混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)和砌體體結(jié)構(gòu)的的補(bǔ)強(qiáng)加加固作為筋材材和網(wǎng)材材代替鋼鋼筋，建建造混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)和預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)如:過街天橋橋如:碳纖維片片材（CFRC）如:碳纖維棒棒材37《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課1.5WHUT主持和參參加的研研究項(xiàng)目目與研究究成果（（1）碳纖維布布加固砌砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)墻片、、獨(dú)立柱柱的試驗(yàn)驗(yàn)研究（2003武漢市重重點(diǎn)攻關(guān)關(guān)項(xiàng)目、、2003武漢市青青年科技技晨光計(jì)計(jì)劃項(xiàng)目目）鋼纖維增增強(qiáng)鋼筋筋混凝土土(SFRC)樁基承臺(tái)臺(tái)的試驗(yàn)驗(yàn)研究和和非線性性有限元元分析（CECS38:92編制和修修訂項(xiàng)目目）38《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課1.5WHUT主持和參參加的研研究項(xiàng)目目與研究究成果（（2）在役歷史史建筑砌砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)的碳纖纖維片材材抗震加加固研究究（2004湖北省自自然科學(xué)學(xué)基金項(xiàng)項(xiàng)目）CFRP加固鋼筋筋砼框架架結(jié)構(gòu)的的試驗(yàn)研研究和非非線性有有限元?jiǎng)觿?dòng)力分析析（橫向課課題）39《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課1.5WHUT主持和參參加的研研究項(xiàng)目目與研究究成果（（3）上下層布布式鋼纖纖維砼路路面的應(yīng)應(yīng)用研究究（湖北省省交通廳廳建設(shè)項(xiàng)項(xiàng)目）纖維聚合合物快速速修復(fù)橋橋面板技技術(shù)應(yīng)用用研究（交通部部攻關(guān)項(xiàng)項(xiàng)目）40《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課第二章纖纖維混混凝土的的組成材材料料及其性性能2.1纖維品種種及其性性能2.2基體分類類及其性性能41《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課2.1纖維品種種及其性性能纖維品種種（依彈彈性模量量大小分分）纖維基本本性能低彈模纖維維（纖維維彈模<基體彈模模）高彈模纖纖維（纖纖維彈模模>基體彈模模）42《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課表2.1低彈模纖維基本本性能纖維品種密度(g/cm3)直徑(um)彈模(Gpa)抗拉強(qiáng)度(Mpa)極限延伸率(%)熔點(diǎn)(oC)聚丙烯纖維(PP)0.9115~804~9270~7007~9170聚酰胺纖維(PA)1.165~502~6400~90013~20224聚丙烯腈纖維(PAN)1.1812~6016~19400~9509~11240聚乙烯醇纖維(PVA)1.3010~1616~20700~8505.5~8聚酯纖維(PET)1.381414.5650~11007~14257纖維素纖維1.210300~50010~2020043《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課表2.2高彈模纖維基本本性能纖維品種密度(g/cm3)直徑(um)彈模(Gpa)抗拉強(qiáng)度(Mpa)極限延伸率(%)鋼纖維7.85100~1000200380~13003~30玻璃纖維2.78~1570~801500~35002~8蛇紋石石棉2.550.02~30164200~18002~3角閃石石棉3.370.1~2019635002~3碳纖維1.7~1.97~203802400~45001.2~2.5碳化硅纖維2.55200~2102500~30001.3硼纖維2.641035000.8~1.2芳綸纖維1.4~1.510~1569~1402800~32002.1~4.4高彈模聚乙烯纖維0.973080~1001500~35003~444《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課低彈模纖纖維的特特點(diǎn)：在基體硬化初期期，對(duì)基體體有明顯顯約束作用；開裂后，，在持久久高應(yīng)力力作用下下，產(chǎn)生生較大的的變形，，從而使使復(fù)合體體變形顯顯著增加加，很難難起到微筋材的作用；；纖維泊松松比較大大，在受受到拉伸伸作用時(shí)時(shí)，橫截截面急劇劇變小，，喪失與與基體的的粘結(jié)力。45《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課高彈模纖纖維的特特點(diǎn)：明顯改善善基體的的強(qiáng)度和韌韌性，從而可可用于半半承重制制品，甚甚至用于于承重結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)合體裂后變形形性能明顯改善善，韌性性、極限限應(yīng)變均均有所提提高46《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課2.2基體分類類及其性性能基體類別密度(g/cm3)彈模(Gpa)抗壓強(qiáng)度(Mpa)抗拉強(qiáng)度(Mpa)極限延伸率(%)水泥漿20~2210~2520~303~6100~500水泥砂漿22~2325~355~301.5~350~150普通混凝土23~24.525~3520~501.5~350~150高強(qiáng)混凝土23~24.535~5050~1002.7~4.550~150超高強(qiáng)活性粉末混凝土2.5~2.650~60170~23010~2047《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課保證復(fù)合合材料質(zhì)質(zhì)量的重重要條件件：纖維在基基體中分分布均勻纖維與基基體很好好的粘結(jié)保證措施施：控制基體體的顆粒尺寸寸（過多過過大，阻阻礙纖維維分布均均勻；過過少過小小，導(dǎo)致致基體過過分收縮縮）增大纖維維與基體體接觸的的比表面積積，改善纖纖維表面和形形狀，改善拌拌合和制制作工藝48《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課第三章纖纖維混混凝土增增強(qiáng)機(jī)理理3.1概述3.2復(fù)合材料料力學(xué)理理論3.3纖維間距距理論3.4纖維混混凝土土的增增韌效效果及及評(píng)定定方法法3.5纖維臨臨界體體積率率和最最小體體積率率（自學(xué)學(xué)內(nèi)容容）49《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課3.1概述纖維對(duì)對(duì)基體體的作作用阻裂作作用增強(qiáng)作作用增韌作作用50《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課阻裂作作用——指纖維維對(duì)新新拌混混凝土土早期期收縮縮裂縫和硬化化后收收縮裂裂縫的的產(chǎn)生生和擴(kuò)擴(kuò)展的的阻礙礙作用用。增強(qiáng)作作用——主要為為對(duì)抗拉強(qiáng)強(qiáng)度的提高高，以σpt為控制破破壞的的如彎彎拉強(qiáng)強(qiáng)度（（抗折折強(qiáng)度度）、、抗剪剪強(qiáng)度度也隨隨之提提高。增韌作作用——韌性指指材料料在各各種受受力狀狀態(tài)下下進(jìn)入入塑性性階段段保持持一定定抗力力的變形能力。纖維混凝凝土優(yōu)良的的韌性性能能適于需要要有較大變變形適應(yīng)能能力的結(jié)構(gòu)構(gòu)（如彈性性地基上的的板、圍巖巖的支護(hù)等等）51《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2復(fù)合材料力力學(xué)理論3.2.1單向增強(qiáng)理理論3.2.2考慮纖維不不連續(xù)的影影響3.2.3纖維的方向向有效系數(shù)數(shù)3.2.4纖維分散均均勻性的影影響3.2.5開裂階段纖纖維粘結(jié)性性能的影響響復(fù)合材料力力學(xué)混合律法則則：復(fù)合材料的的強(qiáng)度和彈彈性模量等等性能符合合復(fù)合體內(nèi)內(nèi)各組分性性能的彈性疊加原原理52《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2.1單向增強(qiáng)理理論基本假定基體為各向向同性勻質(zhì)質(zhì)材料纖維沿受力力方向均勻勻平行排列列纖維與基體體變形協(xié)調(diào)調(diào)一致，無無相對(duì)滑移移和錯(cuò)動(dòng)53《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課復(fù)合材料受受力簡(jiǎn)圖54《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課根據(jù)彈性疊疊加原理有有：式中，F(xiàn)fc、Ff、Fm分別表示復(fù)復(fù)合體、纖纖維、基體體受的力。。55《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課根據(jù)材料力力學(xué)原理，，經(jīng)推導(dǎo)可可得：式中，σ、E、ρ分別表示應(yīng)應(yīng)力、彈性模量和和體積率。。結(jié)論：當(dāng)纖維摻量較較低情況下，復(fù)復(fù)合體的強(qiáng)強(qiáng)度和彈性性模量的提提高是有限限的。56《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2.2考慮纖維不不連續(xù)的影影響不連續(xù)纖維維一維排列列纖維混凝凝土的受力力狀態(tài)τσf假定纖維沿沿受力方向向平行均勻勻分布，考考慮某一個(gè)個(gè)截面上的的受力。ττ57《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課式中，lf、df——纖維長(zhǎng)度、、直徑τ——纖維與基體體間粘結(jié)應(yīng)應(yīng)力平均值值ηl——有效粘結(jié)長(zhǎng)長(zhǎng)度系數(shù)計(jì)算截面上上纖維粘結(jié)結(jié)長(zhǎng)度平均均值（0.5lf+0)/2=lf/4式中，lf、df——纖維長(zhǎng)度、、直徑τ——纖維與基體體間粘結(jié)應(yīng)應(yīng)力平均值值ηl——有效粘結(jié)長(zhǎng)長(zhǎng)度系數(shù)58《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課因此可得：：59《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2.3纖維的方向向有效系數(shù)數(shù)通常，纖維維在混凝土土中的排列列和分布是是隨機(jī)的：：纖維一維定定向分布纖維二維定定向或亂向向分布纖維三維亂亂向分布如連續(xù)玻璃纖纖維增強(qiáng)墻墻板玻璃纖維布布增強(qiáng)水泥泥基復(fù)合板板、短纖維維拌合料制制作的薄板板大多數(shù)纖維維混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件60《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維方向與與復(fù)合體受受力方向一一致增強(qiáng)效率最最佳纖維方向與與復(fù)合體受受力方向垂垂直增強(qiáng)效率最最小61《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維方向有有效系數(shù)ηθ——所有纖維沿纖維方向向上的受力在在復(fù)合體受受力方向上上投影之和和與同體積纖維維按復(fù)合體受受力方向定向排列時(shí)時(shí)的受力之之和的比值值。fFηθ62《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課（1）第一種纖纖維分布模模型纖維一維定定向排列時(shí)時(shí)纖維二維隨隨機(jī)分布時(shí)時(shí)纖維三維隨隨機(jī)分布時(shí)時(shí)63《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課yxordθθyzxθdθ纖維二維、、三維分布布模型64《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課二維隨機(jī)分分布時(shí)，假假定纖維在在圓平面上上的任一位位置取向概概率相同。。x軸為復(fù)合體體受力軸，，纖維與x軸夾角為θ，于是，在π/2象限內(nèi)，纖纖維落在θ角的概率為：而這點(diǎn)的纖纖維增強(qiáng)效效率為：(2/π)dθcosθθ，此時(shí)π/2象限內(nèi)的平均增強(qiáng)強(qiáng)效率，即即方向系數(shù)數(shù)為：65《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課三維隨機(jī)分分布時(shí)，纖纖維落在與與x軸成θ角位置上的概概率為圖中中球臺(tái)側(cè)面面面積與半半球面積之之比，即：對(duì)應(yīng)的纖維維增強(qiáng)效率率為：sinθdθcosθθ，則：66《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課（2）第二種纖纖維分布模模型假定纖維分分布的概率率分別為θ、Φ位置上的概概率相等，，于是有：zyxθΦ纖維三維分分布模型II67《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課討論：1.兩種模型均均很難用試驗(yàn)驗(yàn)證；2.纖維方向受受試模邊壁壁、骨料界界面、澆注注振搗、重重力效應(yīng)等等因素影響響，分布隨隨機(jī)性大，，很難準(zhǔn)確計(jì)算出ηθ；3.上述模型可可為考慮纖纖維的增強(qiáng)強(qiáng)效果提供供一個(gè)分析依據(jù)。68《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2.4纖維分散均均勻性的影影響纖維分散均均勻性對(duì)增增強(qiáng)效果的的影響：（以受彎試試件為例））纖維多分布布在受拉區(qū)增強(qiáng)效果良良好纖維分布密密度均勻增強(qiáng)效果良良好69《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課小林一輔提提出用統(tǒng)計(jì)計(jì)理論表示示纖維分布布均勻程度度的方法（（分散度β）纖維分布測(cè)測(cè)定分塊圖圖纖維分布均均勻時(shí)，纖維集中到到某一分塊塊上，其余余各塊為零零時(shí)，70《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課影響纖維分分散度的因因素：纖維過于細(xì)細(xì)長(zhǎng)帶有不利于于分散的彎彎鉤纖維體積率率過高（當(dāng)當(dāng)ρf>1.5%時(shí)，纖維分分散度開始始隨ρf增加而降低低）骨料粒徑偏偏大拌合物坍落落度太低拌合投料順順序和方法法不當(dāng)71《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維分散度度對(duì)纖維混混凝土強(qiáng)度度的影響以分散度影響響系數(shù)ηβ表示纖維分分散狀態(tài)對(duì)對(duì)混凝土受受力性能的的影響，則則：72《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.2.5開裂階段纖纖維粘結(jié)性性能的影響響纖維混凝土土開裂前的的應(yīng)力：基體開裂后后：（纖維從基體體中拔出）（纖維被拉斷斷）式中：k——考慮基體開開裂后強(qiáng)度度下降系數(shù)數(shù)，73《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課纖維粘結(jié)力力與基體強(qiáng)強(qiáng)度和纖維維的形狀及及界面特性性有關(guān)，故故：基體抗拉強(qiáng)強(qiáng)度與纖維粘結(jié)結(jié)效能有關(guān)關(guān)的系數(shù)，，與纖維品品種及形狀狀有關(guān)74《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課3.3纖維間距理理論1963年，由J.P.Romualdi和B.Batson提出建立在線彈性斷裂裂力學(xué)基礎(chǔ)上基本思想：：混凝土內(nèi)部部有尺度不不同的微裂裂縫、孔隙隙和缺陷，，在施加外外力時(shí)，孔、縫部位位產(chǎn)生大的應(yīng)應(yīng)力集中，，引起裂縫縫的擴(kuò)展，，最終導(dǎo)致致混凝土破破壞。鋼纖維摻入入脆性基體體后，有效效提高復(fù)合合材料受力力前后阻止裂縫引引發(fā)和擴(kuò)展展的能力，達(dá)達(dá)到纖維對(duì)對(duì)基體增強(qiáng)強(qiáng)、增韌的的目的。75《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課Romualdi的纖維約束束模型裂開趨勢(shì)τS——纖維間距；a——裂縫半寬τ對(duì)裂縫尖端產(chǎn)產(chǎn)生反向應(yīng)力力場(chǎng)，降低裂裂縫尖端應(yīng)力力集中程度拉力纖維76《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課纖維摻入使裂裂縫尖端產(chǎn)生生相反的應(yīng)力力強(qiáng)度因子，，總應(yīng)力強(qiáng)度度因子降為：：復(fù)合材料實(shí)際際應(yīng)力強(qiáng)度因因子無纖維時(shí)應(yīng)力力強(qiáng)度因子纖維摻入產(chǎn)生生的相反的應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度因子子沿纖維方向施加加的均勻拉應(yīng)應(yīng)力纖維對(duì)混凝土土裂后附加應(yīng)應(yīng)變的阻力在在纖維與基體體界面上產(chǎn)生生的最大剪應(yīng)應(yīng)力SFRC臨界應(yīng)力強(qiáng)度度因子77《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課若設(shè)，則纖維混凝凝土抗拉強(qiáng)度度為為：材料發(fā)生斷裂破壞與裂縫形狀有有關(guān)的常數(shù)定向長(zhǎng)纖維平平均間距Romualdi的觀點(diǎn)：SFRC的強(qiáng)度只由纖維的平均間距控制78《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課纖維平均間距距取決于纖維的排列分分布纖維的方向性性纖維平均間距距與體積率的的關(guān)系：一維排列：二維排列：三維排列：79《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課基于纖維間距理論論的抗拉強(qiáng)度公公式Sc——鋼纖維產(chǎn)生增增強(qiáng)效果的纖纖維間距上限限值K——由纖維粘結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度決定的常常數(shù)；對(duì)鋼絲切斷的的直纖維，K=4.5對(duì)薄板剪切鋼鋼纖維，K=5.780《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課結(jié)論：1.纖維間距低于于Sc，纖維的增強(qiáng)效效果才得以發(fā)發(fā)揮，即ρf太低，纖維對(duì)抗拉拉強(qiáng)度起不到到改善作用。。2.增強(qiáng)效果與成成正比比，與成成反比，與纖纖維和基體的的粘結(jié)強(qiáng)度成成正比。3.在一定程度上上低估了ρf的作用。81《纖維混凝土土結(jié)構(gòu)》研研究生專業(yè)業(yè)選修課3.4纖維維混混凝凝土土的的增增韌韌效效果果及及評(píng)評(píng)定定方方法法3.4.1纖維維混混凝凝土土的的韌韌性性3.4.2彎曲曲韌韌性性的的評(píng)評(píng)定定方方法法82《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課3.4.1纖維維混混凝凝土土的的韌韌性性定義義：：基體體開開裂裂后后繼繼續(xù)續(xù)維維持持一一定定抗抗力力的的變變形形能能力力，，通通常常用用與與應(yīng)應(yīng)力力（（荷荷載載））—應(yīng)變變（（變變形形））曲曲線線下下的的面面積積有有關(guān)關(guān)的的參參數(shù)數(shù)來來衡衡量量。。纖維維的的增韌韌效效果果83《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課SFRC受拉拉、、受受彎彎受拉拉區(qū)區(qū)基體體開開裂裂纖維維繼繼續(xù)續(xù)承承擔(dān)擔(dān)拉拉力力，，基基體體裂裂縫縫面面間間尚尚有有殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力隨裂裂縫縫開開展展，，基基體體縫縫間間殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力減減小小，，而而纖維維具具有有較較大大的的變變形形能能力力可可繼繼續(xù)續(xù)承承擔(dān)擔(dān)拉拉力力纖維維被被拉拉斷斷或或從從基基體體中中拔拔出出纖維維的的增增韌韌效效果果84《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課有關(guān)關(guān)強(qiáng)強(qiáng)度度和和韌韌性性的的名名詞詞抗折折強(qiáng)強(qiáng)度度(modulusofrupture)抗彎彎強(qiáng)強(qiáng)度度彎拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度(bendingstrength,flexuralstrength)彎曲曲強(qiáng)強(qiáng)度度抗彎彎韌韌性性受彎彎韌韌性性彎曲曲韌韌性性(bendingtoughness,flexuraltoughness)85《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課3.4.2彎曲曲韌韌性性的的評(píng)評(píng)定定方方法法三分分點(diǎn)點(diǎn)加載載小小梁梁(100××100××350或400mm)試驗(yàn)驗(yàn)評(píng)定定方方法法日本本土土木木學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)JSCEG552美國(guó)國(guó)材材料料試試驗(yàn)驗(yàn)學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ASTMC1018歐洲洲規(guī)規(guī)范范EF-NARC美國(guó)國(guó)規(guī)規(guī)范范ASTMC152086《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課荷載載P/KN撓度度δ/mml/150T韌度度指指數(shù)數(shù)計(jì)計(jì)算算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖韌度度指指數(shù)數(shù):試件件寬寬、、高高試件件跨跨度度JSCEG552標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)87《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課韌度度比比———韌度度指指數(shù)數(shù)與與初初裂裂彎彎拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度fftm,cr的比值值88《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課ASTMC1018-97標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)以初初裂裂撓撓度度的的3倍、、5.5倍和和10.5倍前前P——δδ曲線線下下面面積積，，對(duì)對(duì)初初裂裂時(shí)時(shí)P——δδ曲線線下下面面積積的的比比值值為為韌性性系系數(shù)數(shù)I5、I10、I20。對(duì)理想想彈彈塑塑性性材料料，I5=5、I10=10、I20=20對(duì)理想想脆脆性性材料料，I5=1、I10=1、I20=1對(duì)SFRC，越接接近近理理想想彈彈塑塑性性材材料料的的值值，，則則增增韌韌效效果果越越好好89《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課A1A290《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課下周周自自學(xué)學(xué)內(nèi)內(nèi)容容：：第四四章章鋼鋼纖纖維維混混凝凝土土的的配配制制與與施施工工原材材料料（（鋼鋼纖纖維維、、混混凝凝土土原原材材料料、、鋼鋼筋筋））SFRC配合比比設(shè)計(jì)計(jì)SFRC施工（（攪拌拌、運(yùn)運(yùn)輸、、澆筑筑和養(yǎng)養(yǎng)護(hù)））SFRC質(zhì)量檢檢驗(yàn)91《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課第五章章鋼鋼纖維維混凝凝土基基本性性能5.1鋼纖維維混凝凝土物物理力力學(xué)性性能5.1.1鋼纖維維混凝凝土拉拉伸性性能5.1.2鋼纖維維混凝凝土彎彎曲性性能5.1.3鋼纖維維混凝凝土抗抗壓性性能5.1.4鋼纖維維混凝凝土抗抗剪性性能5.1.5鋼纖維維混凝凝土抗抗折疲疲勞特特性5.1.6鋼纖維維混凝凝土徐徐變和和收縮縮性能能92《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課第五章章鋼鋼纖維維混凝凝土基基本性性能5.2鋼纖維維混凝凝土耐耐久性性5.2.1鋼纖維維混凝凝土耐耐腐蝕蝕性能能5.2.2鋼纖維維混凝凝土抗抗凍性93《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課5.1鋼纖維維混凝凝土的的物理理力學(xué)學(xué)性性能5.1.1鋼纖維維混凝凝土的的拉伸伸性能能SFRC拉伸變變形與與破壞壞特征征SFRC軸心受受拉應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變理理論曲曲線SFRC抗拉強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模模式94《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課SFRC拉伸變變形與與破壞壞特征征混凝土土基體體受力力前后后裂縫縫變化化的四四個(gè)階階段：：收縮裂裂縫裂縫的的受力力引發(fā)發(fā)裂縫穩(wěn)穩(wěn)定擴(kuò)擴(kuò)展裂縫不不穩(wěn)定定擴(kuò)展展應(yīng)強(qiáng)調(diào)調(diào)指出出，鋼鋼纖維維對(duì)混混凝土土的作作用決決非限限于裂裂后階階段，，在受受力和和初裂裂之前前，鋼鋼纖維維已通通過抑抑制混混凝土土基體體收縮縮，減減少與與縮小小了裂裂縫源源的數(shù)數(shù)量和和尺度度95《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課SFRC因鋼纖纖維的的阻裂裂效應(yīng)應(yīng)，使使上述述四個(gè)個(gè)階段段的特特征發(fā)發(fā)生明明顯變變化，，差異異幅度度與以以下因因素有有關(guān)：：纖維特特性（（ρf、df、lf/df、品種、、外形形等））混凝土土基體體特性性（組組成材材料性性能、、基體體強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)）纖維-基體相相對(duì)體體積含含量纖維-基體的的界面面粘結(jié)結(jié)性能能96《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課SFRC軸心受拉應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變理論曲曲線ρf=2.0%ρf=1.5%ρf=1.0%ρf=0.5%ρf=0fft(Mpa)ε×10-697《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課SFRC軸心受拉應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變理論曲曲線分析當(dāng)ρf增大，初裂應(yīng)變變、初裂強(qiáng)強(qiáng)度、極限限應(yīng)變、極極限強(qiáng)度均均相應(yīng)提高高，應(yīng)力-應(yīng)變曲線下下包面積增增大當(dāng)ρf=0.5%∽2%，荷載達(dá)峰值值后，并非非突然下降降，而有一一個(gè)緩慢下下降的過程程，從而提提高了韌性性。98《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課SFRC軸心受拉應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變理論曲曲線特征點(diǎn)SFRC抗拉峰點(diǎn)強(qiáng)強(qiáng)度、峰點(diǎn)應(yīng)變，，經(jīng)統(tǒng)計(jì)表表示為:SFRC軟化段剩余應(yīng)力值，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)表示為:SFRC抗拉峰點(diǎn)強(qiáng)強(qiáng)度基體混凝土土峰點(diǎn)強(qiáng)度度曲線軟化段段反彎點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力力99《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課SFRC抗拉強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模式按復(fù)合材料力力學(xué)理論，纖維維間距理論論的模式（纖維從基體體中拔出）（基體開裂后后）纖維方向有效系數(shù)纖維分散度度影響系數(shù)數(shù)纖維有效粘結(jié)系數(shù)100《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課與普通混凝凝土銜接的的計(jì)算模式式，即影響系數(shù)法SFRC抗拉強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值同強(qiáng)度等級(jí)級(jí)混凝土基基體抗拉強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值鋼纖維對(duì)混混凝土抗拉拉強(qiáng)度的影影響系數(shù)鋼纖維含量量特征參數(shù)數(shù)101《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維對(duì)混混凝土抗拉拉(彎拉)強(qiáng)度的影響響系數(shù)鋼纖維品種纖維外形基體強(qiáng)度αtαtm鋼絲切斷型端鉤形C20~C450.761.13C50~C801.031.25鋼板剪切型平直形C20~C450.420.68C50~C800.460.75異形C20~C450.550.79C50~C800.630.93鋼錠銑削型月牙形C20~C450.700.92C50~C800.841.10熔抽異型C20~C450.520.73C50~C800.620.91102《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課5.1.2鋼纖維混凝凝土彎曲性性能纖維混凝土土抗彎性能能最能反映映出纖維的的增強(qiáng)、增韌效果彈性地基上上的板式結(jié)結(jié)構(gòu)如路面面、機(jī)場(chǎng)道道面、碼頭頭鋪面、工工業(yè)地面等等，均以彎拉強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度、、抗彎強(qiáng)度度、折斷模模量）為設(shè)計(jì)依依據(jù)103《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課5.1.2鋼纖維混凝凝土彎曲性性能鋼纖維混凝凝土彎曲斷斷裂模型鋼纖維混凝凝土典型的的荷載-撓度曲線鋼纖維混凝凝土的彎曲曲韌性SFRC彎拉強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模式104《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土彎曲斷斷裂模型105《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土與素混混凝土典型型的荷載-撓度曲線δ106《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課鋼纖維混凝凝土的彎曲曲韌性σεσε(a)(b)材料的強(qiáng)度度高，但延延性低材料的強(qiáng)度度和延性都都高時(shí)，才才具有較高高的韌性材料的延性性高，但強(qiáng)強(qiáng)度低107《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課分析：韌性是材料料強(qiáng)度和延性的綜合韌性為材料料或結(jié)構(gòu)從從荷載作用用到失效為為止吸收能量的能力；鋼鋼纖維改變變了混凝土土的脆性特特征，使其其在受力與與破壞過程程中能做更多的功SFRC諸多優(yōu)異性性能的產(chǎn)生生是鋼纖維維對(duì)混凝土土強(qiáng)化與韌化的綜合效果果108《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課SFRC彎拉強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模式按復(fù)合力學(xué)理論，纖維維間距理論論的模式各種文獻(xiàn)給給出的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)k1和k2有一定差別別，一般有有：k1=0.916~0.970k2=2.41~4.92表示基體對(duì)對(duì)鋼纖維混混凝土的貢貢獻(xiàn)取決于纖維維有效系數(shù)數(shù)及其與基基體界面粘粘結(jié)狀況或109《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課與普通混凝凝土銜接的的計(jì)算模式式，即影響系數(shù)法法SFRC設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)強(qiáng)度或彎拉拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值同強(qiáng)度等級(jí)級(jí)混凝土設(shè)設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)強(qiáng)度或彎拉拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值鋼纖維對(duì)混混凝土彎拉拉強(qiáng)度的影影響系數(shù)鋼纖維含量量特征參數(shù)數(shù)110《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課5.1.3鋼纖維混凝凝土抗壓性性能鋼纖維對(duì)混混凝土抗壓強(qiáng)度和和彈性模量量的影響遠(yuǎn)不不如抗拉、、抗折那樣樣明顯鋼纖維的摻摻入能否提提高抗壓強(qiáng)強(qiáng)度及其提提高幅度的的大小主要要取決于混凝土基體體強(qiáng)度的高高低及其相相應(yīng)的界面面強(qiáng)化程度度111《纖維混凝凝土結(jié)構(gòu)》》研究究生專業(yè)選選修課5.1.3鋼纖維混凝凝土抗壓性性能基體混凝土土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響SFRC軸壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€線SFRC的抗壓強(qiáng)度度指標(biāo)和強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)112《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課基體混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)對(duì)對(duì)抗壓強(qiáng)度度的影響混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)不高高時(shí)（C20~C30),當(dāng)ρf由0~2%，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度基本本無影響，基體混混凝土C20以下時(shí)，，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度甚至至隨ρf增大而有有所降低；基體混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)較高高時(shí)（C50~C90），當(dāng)ρf由0~2%，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度隨ρf增大而提高；當(dāng)ρf=2%，基體混凝凝土為C80時(shí)，抗壓壓強(qiáng)度提提高20%以上；當(dāng)高強(qiáng)混混凝土基基體摻入入0~20%的硅灰取代水泥泥后，抗抗壓強(qiáng)度度隨ρf增大而提高的幅幅度更顯顯著，有時(shí)可可提高30%以上?；w強(qiáng)度低，，鋼纖維維摻入后后增多了了界面薄薄弱層，，ρf越大，界面面薄弱層層越多混凝土基基體強(qiáng)度度提高，，鋼纖維維和水泥泥基界面面區(qū)強(qiáng)化化在設(shè)計(jì)鋼鋼纖維高高強(qiáng)混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)，在在充分發(fā)發(fā)揮其抗抗拉、抗抗折能力力的同時(shí)時(shí)，也可可考慮其其抗壓能能力增強(qiáng)強(qiáng)的作用用113《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課基體混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)對(duì)對(duì)抗壓強(qiáng)度度的影響基體混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼纖維摻量SFRC抗壓強(qiáng)度普通混凝土（C20~C30）隨ρf增大（0~2%）基本無影響，甚至降低高強(qiáng)混凝土（C50~C90）隨ρf增大（0~2%）提高超高強(qiáng)混凝土（摻入0~20%硅灰取代水泥）隨ρf增大（0~2%）提高幅度更大114《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課SFRC軸壓應(yīng)力力-應(yīng)變?nèi)€ε×10-3ffc(Mpa)bc(臨界點(diǎn))de115《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課SFRC軸壓應(yīng)力力-應(yīng)變?nèi)€的四四個(gè)不不同階階段彈性階段段(ob段)—峰值應(yīng)力力50%以前裂縫穩(wěn)定定發(fā)展階階段(bc段)—峰值應(yīng)力力50%~80%裂縫失穩(wěn)穩(wěn)擴(kuò)展階階段（c點(diǎn)后）—峰值應(yīng)力力80%~90%后破壞階段段（e點(diǎn)后）dcbe116《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課ρf對(duì)SFRC軸壓應(yīng)力力-應(yīng)變?nèi)€的的影響響ε×10-6ρf=0ρf=1%ρf=2%ρf=3%ffc(Mpa)117《纖維混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》研研究究生專業(yè)業(yè)選修課課隨ρf增加，SFRC軸心受壓壓σ-ε曲線的變變化特征征1.峰點(diǎn)應(yīng)力力雖有差差異,但差異不不大2.峰點(diǎn)應(yīng)變和臨界點(diǎn)應(yīng)應(yīng)變明顯提高高3.e點(diǎn)應(yīng)變值值，尤其其是曲線線下包圍圍面面積積（即壓縮韌性性)顯著增大大118《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課鋼纖維維混凝凝土的的抗壓壓強(qiáng)度度指標(biāo)標(biāo)和和強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)SFRC的立方方體抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值和強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)，，按《混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范》（GB50010-2002）規(guī)定的的方法法確定定SFRC的軸心心抗壓壓強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和和設(shè)計(jì)計(jì)值119《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課SFRC軸心抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值和設(shè)設(shè)計(jì)值強(qiáng)度種類CF20CF25CF30CF35CF40CF45ffck13.416.720.123.426.829.6ffc9.611.914.316.719.121.1強(qiáng)度種類CF50CF55CF60CF65CF70CF75CF80ffck32.435.538.541.544.547.450.2ffc23.125.327.529.731.833.835.9120《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課5.1.4鋼纖維維混凝凝土抗抗剪性性能鋼筋混混凝土土構(gòu)件件中，，抗剪剪承載載力主主要靠靠箍筋筋和彎彎起筋筋承擔(dān)擔(dān)，橫橫向鋼鋼筋多多了，，工程程投資資多，，施工工不方方便，，尤其其對(duì)薄壁、抗震結(jié)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜形形狀的的特種種結(jié)構(gòu)構(gòu)，采用用SFRC是提高高結(jié)構(gòu)構(gòu)抗剪剪能力力的有有效途途徑121《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課5.1.4鋼纖維維混凝凝土抗抗剪性性能鋼纖維維混凝凝土承承剪荷荷載-變形曲曲線鋼纖維維混凝凝土剪剪切破破壞特特征鋼纖維維混凝凝土抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模模式122《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課鋼纖維維混凝凝土承承剪荷荷載-變形曲曲線ρf=0%ρf=1%ρf=2%123《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課鋼纖維維混凝凝土剪剪切破破壞特特征混凝土土受剪剪開裂后，纖纖維不不是順順力方方向拔拔出，，而是是與受受力方方向成成一角角度，，增大大了纖纖維拔拔出過過程中中的錨錨固作作用，，推遲遲了剪剪切破破壞過過程，，明顯顯提高高抗剪剪承載載力在剪切切荷載載作用用下，，裂縫縫首先先在剪剪切面面中部部出現(xiàn)現(xiàn)，隨隨剪切切荷載載增大大，裂裂縫向向上、、下延延伸，，直至至貫通通而破破壞124《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課鋼纖維維混凝凝土抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算模模式按復(fù)合力力學(xué)計(jì)算模模式（（混合律律法則則）在試驗(yàn)驗(yàn)基礎(chǔ)礎(chǔ)上，，經(jīng)回回歸分分析得得：鋼纖維維混凝凝土抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度普通混混凝土土抗剪剪強(qiáng)度度僅適用用于普普通強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)混混凝土土125《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課用影響系系數(shù)法法計(jì)算模模式鋼纖維維對(duì)混混凝土土抗剪剪強(qiáng)度度影響響系數(shù)數(shù)，經(jīng)經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)分析析得126《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課5.1.5鋼纖維維混凝凝土抗抗折疲疲勞特特性鋼纖維維混凝凝土的的疲勞過過程，即在在反復(fù)復(fù)荷載載作用用下裂裂縫引引發(fā)、、擴(kuò)展展、回回復(fù)，，再引引發(fā)、、擴(kuò)展展、回回復(fù)的的循環(huán)環(huán)過程程。在在每一一循環(huán)環(huán)中，，將不不同程程度地地引起起裂縫縫寬度度和高高度的的變化化，最最終導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)結(jié)構(gòu)破破壞疲勞過過程中中的損傷程程度和和持續(xù)續(xù)時(shí)間間主要取取決于于組成成材料料的結(jié)結(jié)構(gòu)、、界面面特性性，即即原生生裂縫縫的尺尺度、、數(shù)量量及在在重復(fù)復(fù)荷載載作用用下阻阻止裂裂縫引引伸與與發(fā)展展的能能力127《纖維維混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)》》研研究究生專專業(yè)選選修課課5.1.5鋼纖纖維維混混凝凝土土抗抗折折疲疲勞勞特特性性鋼纖纖維維混混凝凝土土抗抗折折疲疲勞勞特特性性試試驗(yàn)驗(yàn)鋼纖纖維維混混凝凝土土抗抗折折疲疲勞勞方方程程鋼纖纖維維混混凝凝土土與與普普通通混混凝凝土土分分層層復(fù)復(fù)合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的疲疲勞勞方方程程128《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課鋼纖纖維維混混凝凝土土抗抗折折疲疲勞勞特特性性試試驗(yàn)驗(yàn)試驗(yàn)驗(yàn)方方法法（（三三分分點(diǎn)點(diǎn)加加荷荷））100mm×100mm××400mm(或500)150mm×150mm××550mm(道路路用用)三分分點(diǎn)點(diǎn)加加荷荷加荷荷方式式ΔP129《纖纖維維混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)》》研研究究生生專專業(yè)業(yè)選選修修課課抗折折疲疲勞勞試試驗(yàn)驗(yàn)主主要要參參數(shù)數(shù)荷載載循循環(huán)環(huán)特特征征值值：：應(yīng)力力比比：：荷載載作作用用頻頻率率：：通通常常取取1~20Hz（為觀觀測(cè)測(cè)方方便便，，低低應(yīng)應(yīng)力力比比時(shí)時(shí)，，頻頻率率取取高高些些；；高高應(yīng)應(yīng)力力比比時(shí)時(shí)，，頻頻率率取取低低些