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海水海砂ECC梁的抗剪性能试验及有限元模拟

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为研究海水海砂高延性纤维增强水泥基复合材料(SSE)梁的抗剪性能,进行了SSE材料的研制,并对玄武岩纤维增强树脂复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)梁(BFRP/SSE梁)进行剪切试验,分析了配箍率和剪跨比对梁抗剪性能的影响.试验结果表明:SSE的单轴受拉应变最大可达8.3％,平均裂缝宽度约为0.2 mm.BFRP/SSE梁剪切破坏时没有发生剥落破坏.在正常使用极限状态下,BFRP/SSE梁裂缝宽度小于0.3 mm,满足相关规范要求.在少箍筋和无箍筋的情况下,采用SSE制备的梁抗剪承载力反而提高59.32％～99.25％和6.37％～73.68％不等,且刚度也有一定程度的提升.在BFRP/SSE梁的结构设计中可以考虑不设置最小配箍率.采用有限元软件进行数值模拟,探讨了SSE的力学性能对无腹筋BFRP/SSE梁抗剪承载力的影响规律.计算结果表明,随SSE抗压强度提高抗剪承载力增加明显;随SSE抗拉强度提高抗剪承载力缓慢增加;SSE拉伸应变能力对梁抗剪承载力基本没有影响.本研究可为海水海砂ECC梁的工程应用提供参考依据.
Experimental study and finite element analysis of seawater sea-sand engineered cementitious composites beams

廖桥、苏元瑞、余江滔、王义超

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同济大学 土木工程学院,上海 200092

海水海砂高延性纤维增强水泥基复合材料 BFRP筋 剪切性能 有限元 应变硬化

国家自然科学基金

51478362

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210911.002

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(8)
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