毕业实习报告+文献翻译

毕业实习报告+文献翻译 | 楼主 | 2017-10-31 17:37:49 共有3个回复
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年月日星期三汉中职业技术学院新校区,三实习认识感受和学到的知识,星期一上午参观了我们学校南区实验楼的施工现,这个可能是因为它和我所看到的过的已经建好并投入使用的楼不汀

毕业实习报告+文献翻译2017-10-31 17:37:16 | #1楼回目录

土木工程专业认识实习报告

院系:土木工程与建筑系 班级: 学号: 姓名:XXX

一、实习时间和地点:

1.2016年8月29日星期一,陕西理工学院南区,实验楼;

2.2016年8月30日星期二,汉江新城和天河望江郡,住宅楼;

3.2016年8月31日星期三,汉中职业技术学院新校区;

4.2016年9月1 日星期四,陕西理工学院北区,工业厂房;

5.2016年9月2 日星期五,汉中市世纪阳光商常

一、实习目的:走进施工现场,亲身感受建筑工地的氛围,把理论和实践相结合,为以后进一步实习和工作打基矗

三、实习认识感受和学到的知识

建筑设计原则:根据任务书的要求,综合运用所学的理论知识,遵循有关的设计规范,满足有关功能要求,详细收集有关资料,使设计能够满足相关的使用功能。

我们土木工程专业学生进行了为期一周的认识实习,主要是参观施工现场,先后参观了实验楼、住宅楼、综合楼、工业厂房以及商常

星期一上午参观了我们学校南区实验楼的施工现场,共十三层之高。我们到达集合地点后,头上都戴着工程帽;同时施工区的门上也写着:不戴安全帽者不得进如施工现场;由此可见在建筑施工当中首先要注意的就是安全问题!同时,为了确保施工能顺利进行和施工的安全,工地是要用砖墙围护起来的,只有建筑施工的各种车辆和内部人员才可以出入,我们实习是提前经过他们同意的!

进到施工区,我们一眼就看到了科技楼的结构主体,当时结构主体给我的感觉就是不像建筑和不好看。这个可能是因为它和我所看到的过的已经建好并投入使用的楼不同。主体前面有个很大的场地,是堆放建筑材料用的,可以看到所堆放的建材主要是钢筋。在钢筋堆放区我们可以看到不同型号的钢筋是分开放的,而且还在其前面标明钢筋的型号和进场时间等信息。

我们跟着老师上了楼,我们踏上用钢管和铁网搭接成的梯子,开始觉得很危险,四周都有伸出来的钢管或铁条。在承重柱的四周有很多构造柱,它们是用来加大墙的强度的,以避免因墙身过长导致容易坍塌。一路上去,我们看到上面几层楼板的支架还没有拆,这些支架是用钢管和模板组成的,钢管很密,可见要承受完全没有强度的混凝土板和梁需要很大的支撑力。 上到第十三层,我观察了其中的几条梁和柱,就像老师说的:梁的下部是首力筋,主梁有九条,次梁有六条;上不是架立筋,主梁和次梁也不同;受力筋和架力筋之间用箍筋绑扎。柱子不一样,三四条梁要交汇于柱,就必然要使梁的钢筋穿过柱子,这样使得柱头的钢筋十分密集,同时浇筑混凝土时也要注意密实。板的配筋一般有受力筋和架力筋,受力筋在下方,分纵横两路;架力筋在上方,也是纵横两路放着。摆好的钢筋要用铁丝绑扎好,为了保证面筋不被踩低下去,还要用马蹄筋将其抬高......我们已感受到了浓厚的建筑氛围。

星期二上午我们参观了汉江新城和天河望江郡,主要是住宅楼。我们先后参观了住宅楼的基

储墙体、柱子、楼板层、楼梯、屋顶以及门窗等部分,也重新巩固了一下它们的作用。当然,阳台、供水供电设备以及各种预留缝,还有抗震墙等我们都做了详细的了解。

以前总是对建筑工地的塔吊充满许多疑问,特别是塔吊是如何升降的等问题。塔吊是工地上一种常用的起重设备,主要用的是杠杆原理。通过老师的讲解和查资料,我对塔吊的升降原理有了充分的了解:塔吊塔身是模块化设计,由多个长方形塔身钢架连接而成,在塔柱里面装有一个油压千斤顶,想要升高塔身就用千斤顶,然后升高,将塔柱伸长,再用自身的吊臂吊起一段柱身放进去,再缩起千斤顶,就这样往塔身下放一个模块。塔吊的横杆也就是起重臂是固定在有转盘的大套筒中,而塔吊的基座相当于一个小套筒,大套筒在小套筒中的滑升,随着施工高度的增加而增加小套筒的连接件,随之将大套筒滑升至施工高度。降落过程也类同于此,大套筒向下滑落一节,小套筒就拆除一节,并用大套筒的起重臂将其降落。

通过老师的讲解和相关资料,对混凝土的养护也有了更多的了解.混凝土养护:为了保证已浇筑好的混凝土在规定的龄期内达到设计要求的强度,并防止产生收缩裂缝,必须认真做好养护工作。针对本工程的特点,对不同的部位选用如下的养护方法:

首先,对于梁板等水平构件采用覆盖浇水养护。在平均气温高于+5℃的自然条件下,用覆盖材料对混凝土表面加以在覆盖并浇水养护,使混凝土在一定时间内保持水化作用所需要的适当温度和湿度条件。应符合下列规定:

①覆盖浇水养护在混凝土浇筑完毕后的12h以内进行。

②浇水养护时间内,对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等拌制的混凝土,不得少于7d。 ③浇水次数根据能够保持混凝土处于湿润的状态来决定。

④混凝土的养护用水与拌制水相同。

⑤当日平均气温低于5℃时,不得浇水。

其次,对于混凝土柱采用薄膜布养护。采用不透水、气的薄膜布养护,用薄膜布把柱表面敞露的部分全部严密的覆盖起来,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护。其优点是不必浇水,操作方便,能重复使用,能提高混凝土的早期强度,加速模具的周转。养护时必须保持薄膜布内有凝结水。

再次,对于墙体混凝土要采用薄膜养生液养护。 薄膜养生液养护是将可成膜的溶液喷洒在混凝土表面上,溶液挥发后在混凝土表面结成一层薄膜,使混凝土表面与空气隔绝,封闭混凝土中的水份不再被蒸发,而完成水化作用。

最后,还要考虑冬期混凝土的养护

竖向结构混凝土采用综合蓄热方法养护。对于水平结构,采用上铺塑料布加保温被的方法进行保温养护,保温被覆盖要严实,防止混凝土裸露,确保混凝土不受冻。

星期三我们参观了汉中职业技术学院新校区,在这里,我主要向老师了解了一下箍筋的相关知识:

箍筋用来满足斜截面抗剪强度,并联结受力主筋和受压区混凝土使其共同工作,此外,用来固定主钢筋的位置而使构件(梁或者柱)内各种钢筋构成钢筋骨架的钢筋。

箍筋分类:分单肢箍筋、开口矩形箍筋、封闭矩形箍筋、菱形箍筋、多边形箍筋、井字形箍筋和圆形箍筋等。

箍筋设置:箍筋应根据计算确定,箍筋的最小直径与梁高h有关,当h≦800mm时,不

宜小于6mm;当h>800mm时,不宜小于8mm。梁支座处的箍筋一般从梁边(或墙边)50mm处开始设置。支承在砌体结构上的钢筋混凝土独立梁,在纵向受力钢筋的锚固长度范围内应设置不少于两道的箍筋,当梁与混凝土梁或柱整体连接时,支座内可不设置箍筋。

箍筋加密:箍筋加密区是对于抗震结构来说的,根据抗震等级的不同,箍筋加密区设置的规定也不同。一般来说,对于钢筋混凝土框架的梁的端部和每层柱子的两端都要进行加密。梁端的加密区长度一般取1.5倍的梁高。柱子加密区长度一般区1/6每层柱子的高度。但最底层(一层)柱子的根部应取1/3的高度。

箍筋加密范围:加密范围是按照规范规定来的,没有具体的计算公式。柱子和梁的加密区箍筋的设置方法为:①柱箍筋加密范围是:底层柱的柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的1/3,以后的加密区范围是按柱长边尺寸、楼层柱净高的1/6,及500mm三者数值中的最大者为加密范围。②梁箍筋加密范围:加密范围从柱边开始,一级抗震等级的框架梁箍筋加密长度为2倍的梁高,二、三、四级抗震等级的框架梁箍筋加密长度为1.5倍的梁高,而且加密区间总长均要满足大于500mm,如果不满足大于500mm,按500mm长度进行加密。

星期四参观了北校区机械学院的实习厂房,一座比较老式的工业厂房建筑,外表像以前的民用建筑。用的是斜屋顶,这样有利于排水,室内的净高明显高于民用建筑。两侧柱子是典型的工业厂房的柱式,上部有牛蹄,用于安装吊车的轨道。其宽面也个立了两根抗风柱,这些柱和每隔一段距离设的梁使墙能有足够的刚度以抵抗强风的荷载。在一个高温锅炉旁的柱子,外围贴了防火材料,保护柱子。实验室的作用在于给结构设计师一个能检验其设计可行性的场所,这对建筑物的安全性和可靠性是至关重要的,同时也是科学实验所必备的。在实验室,我们看到了许多大型的实验仪器,它们实质上都是给试件提供压、拉、剪方面的应力,从而检测其能承受力的能力,也就是它们的强度。在实验室,我们还可以看到做各种构件的模型。 当然,我们不仅看了各种机器,而且对建工实验有了初步的认识,并建立起一种实验检验假设的观念,这次参观应该是有比较大的收获的。

通过这几天的现场参观,我们对建筑有了一般的感性认识,但对于施工的过程与一些细部问题和可能发生的危险问题我们知道得还比较少。

星期五我和舍友四人自行参观了汉中市的世纪阳光商常当然,商场是已装修好并投入使用了,四周当然没有伸出来的钢管或铁条等。为了充分利用空间,楼层间的净高不高于3米的。在这里,我们几个主要了解了墙面装修需要注意的一些事项。

墙体的装修,有很多种,下面是常见的几种做法的情况:

一、乳胶漆。是目前墙面处理的主流。

在二次装修中,乳胶漆涂饰前,对于原涂料层的处理基于下面几种原则:

1、新房子的墙面一般只需要用粗砂纸打磨,不需要把原漆层铲除。

2、普通旧房子的墙面一般需要把原漆面铲除。方法是用水先把其表层喷湿,然后用泥刀或者电刨机把其表层漆面铲除。

3、对于年久失修的旧墙面,表面已经有严重漆面脱落,批烫层呈粉沙化的,需要把漆层和整个批烫铲除,直至见到水泥批烫或者砖层。

4、然后用双飞粉和熟胶粉调拌打底批平,再就是涂饰乳胶漆了,面层需涂2遍至3遍,每遍之间的间隔时间以24小时为佳。须提醒的是,很多工业涂料都有或多或少的毒性,施工时

要注意通风,施工后也要至少一周以上时间挥发后方能入祝

二、喷涂。是水溶性涂料的一种涂刷方法,利用水包油的特点,使用加压喷色枪进行施工。可形成多种颜色纹理,效果淡雅,有立体感。喷涂施工方式的最主要优点是施工快速,可大大缩短施工工期。其缺点是后期维护困难,容易因小部分披落而使整个表面伤痕累累,除非大面积处理,否则无法恢复原状。另外要注意的是,如果对金属表面进行喷涂处理,最好是选用金属漆(磁漆类)。

三、墙纸。装修相当普遍。主要有纸造墙纸、化纤墙纸、塑料墙纸。而布质的墙纸一般称为墙布,不划归墙纸一类。墙纸可印图案,图案变化多端,色泽丰富,且施工方便快捷。 墙纸的施工,最主要的关键技术是防霉和处理伸缩性的问题:

1) 防霉的处理。墙纸张贴前,需要先把基面处理好,可以双飞粉加熟胶粉进行批烫整平。待其干透后,再刷上一两遍的清漆,然后再行张贴。

2) 伸缩性的处理。墙纸的伸缩性是一个老大难问题,要解决就是从预防着手。一方面一定要预留0.5mm的重叠层,有一些人片面追求美观而把这个重叠取消,这是不妥的。另外,尽量选购一些伸缩性较好的墙纸。

四、瓷砖。瓷砖多数应用于厨房、厕所,阳台等墙面。瓷砖装修的最大优点是耐脏。瓷砖装修一个主要问题是防水层的处理。因为在厨厕等地方多数要用水。所以墙面的防水更应高度注意。没有做防水的新房子或者需要更换瓷片的旧房子,都需要重新做防水层。防水层的处理主要办法是:地面及墙面1米高度的宜用专业的防水剂,例如911号防水剂。而墙面高于1米的位置可以选用便宜一点的沥青油做防水。如果经济不充许,也可以直接用沥青或者树脂做地面防水。地面及地面20厘米的位置一定要做厚点。新房子做防水层,施工后要注意检查表面应无空隙。旧房子拆除旧瓷砖面后,需要先简单做水泥批烫后,方可做防水层。瓷砖施工后,如果出现破损需要进行维修时,要小心,如果该位置偏低,可能防水层在拆除时破裂,在补上新砖前,同样进行进行防水层修复,方可铺贴瓷砖。装修完毕后,尽量避免在低于1米高度的地方钻打孔眼。

五、木板饰面。木板饰面是现在一些高档装修的做法。一般是在9厘底板上贴3厘饰面板,再打上蚊钉固定。木板饰面可作各种造型,且木饰面板具有各种天然的纹理,可给室内带来华丽的效果。

无论何种装修,都要保持表面的清洁。饰面板买进场后就应该刷一遍清漆做为保护层。 木板饰面中,如果采用的是饰面板装饰的,可能技术问题不大,但如果采用的是夹板装饰,表面刷漆(混油)的做法的话,那么可能就有防开裂的要求了。

木饰面防开裂的做法是:

1) 接缝处要45度角处理。其接触处形成三角形槽面。

2) 在槽里填入原子灰腻子,及贴上补毂链?表面调色腻子批平。

4) 再进行其他的漆层处理。木饰面的固定用的钉一定要使用蚊钉,在表层处理时,用调色腻子填平即可。

六、石材饰面。石材装饰墙面的做法,属于高档装修做法。一般多采用进口大理石,造价较高。在墙面装修中采用石材施工,主要分为两种做法:湿贴法和干挂法两种。

1、 湿贴法与瓷砖的铺设是一样的,具体施工方法请参阅本文上款有关瓷砖的施工部分。

2、 干挂法是目前在建筑业备收欢迎的做法。但由于干挂法需要占用额外的空间位置,所以对于面积较小的室内装修时,较少采用。

总结 : 在实习中我们的确接触了不少实际应用的东西,但离实际水平较高的生产方式和比较先进的技术还有很大的差距。我发现我们看到的生产工艺都是不算先进的,就像我们看录像的支模方式在科技楼还没有用上,而人家在八十年代初就已经开始使用了,这可能是因为施工单位的物资匹备不足,但先进的生产工艺确实可以提高施工进度和生产质量。

从建筑发展的趋势来看,钢结构越来越受到人们的重视和肯定,研究钢结构的受力和增强钢结构的耐火性是一个亟待深入的课题。当然我们还是要立足于钢筋混凝土结构的学习,通过学习和实践使我们对建筑的构造有更深入的了解,并且不能忽视某些可能发生的隐患,以确保我们建造的高楼真正地能应付各种紧急情况。

这次实习时间虽然很短,但收获不小,对今后的学习和实践起到了一定的导向作用。以后的实习可能会更辛苦,但我期待着风雨的来临,为理想撑起一片蓝天。

英文部分:

出处:Vo1.2l No.3 Journal oI Wuhan University of Technolo~,一Mater. i.Ed Sept.2006 标题:Charactersitics of Stress—strain Curve of High Strength Steel Fiber

Reinforced Concrete under Uniaxial Tension

作者:YANG Meng HUANG Chengkui WANG Jizhong

(State Key Laboratory of Coastal and Ofshore Engineering,Department of Civil, Engineering, Dalian University of Technology,Oalian 1 16023,China)

正文:Abstract: A whole of110 specimens dividedinto 22 groups weretestedwith vooing the volumefractionof

steelfibers and the matrix strength ofthese specimens.The stress-strain behaviors offo~types of steelfiber rein—

forced concrete(SFRC)l~2der uniaxial tension were studied experimentally. n the matrix strength and the fi—

ber content increase,the tensile streand tensile strain vary diferently according to thefiber type.The mecha—

nisms ofreinforc~ng @ ctfor diferent types offiber were analyzed and the stress-strain clll't~ofthe specimens were

plotted.Some experimentalfactorsfor S~esS or strain ofSFRC were n.A tensile tongh,~s Hlo~las Re0 5

introduced to evaluate the toughnecharacters of SFRC l~2der uniaxial tension.Moreover,

the[ormala ofthe

tensile stress-strain cll~ofSFRC was regressed.The theoretical c11"i~and the experimental 0, well,which

can be usedfor references in construction.

Key words: steelfiber reinforced concrete; high strength; uniaxial tension; stress-strain c11"i~:

soften characteristics

1 Introduction

The tensile properties of concrete can be enhanced

substantially by incorporating high strength and small di—

ameter short steel fibers.which lcads to the steel fiber re—

inforced concrete(SFRC).In conventional SFRC,the

steel fiber content is usually within the ran ge of 0.2% 一

2% by volume.At such a low 6her content.the tensile

response of SFRC would assuIne a nonh ardening type.

which is characterized by the widening of a single crack,

similar to an unreinforeed concrete . e contribution of

tibers is 印parent in the post—cracking response, repre—

sented by an increase in post—cracking ductility due to the

work associated with pullout of fibers bridging a failure

crack.However,improvements in some other properties

are insignificant .Moreover,the softening segment of

the stress—strain curve of SFRC th such a low fiber cont—

ent under uniaxial tension is dificult to be got with normal

experimental methods.Many works have been done to

find a suitable and relatively easy way to analyze the ten—

sile characteristics 。。 .And it was reported that the whole

curve could be got on a normal testing machine with sti if_

ening components added

In this article,the stress—strain be havior of SFRC

under uniaxial tension Was an alyzed for different types of

fiber.Th e tensile characteristics of SFRC influeneed by

the matrix strength and the steel fiber content were studied

also.In addition,the stress—strain curves of high strength

SFRC with different factors were well acquired.

(Received:April 17,2005;Accepted:March 6,2006)

YANG Meng(杨萌):Ph D candidate;E-mail:yangmeng@stu—

dent.dlut.edu.cn.

* Funded by Regulation Revising Item of China Association for En—

gineering Cork~tmction Standardization(CECS 1 5:2000)

2 Experimental

Th e specimens were tested on a 60 kN universal test—

ing machine.Four high steel bars were added to enhan ce

the stiffneof the testing machine.In addition,spheric

hinges were used to abate the initial axial eeeentricity of

the specimens..

It was ensured that specimens should be pulled 1.113一

der uniaxial tension by aajusting the four high strength bo—

lts which connect the specimens to the CroSSbeam.And

the difference between the tensile strains of the opposite

sides of the specimen should be lethan 1 5% of their

mean value.When the fiber content was low (0 and 0.

5% by volume),the cyclic

quire the whole stress—strain

2.1 M aterials

tension way was used to ae—

eun ,e .

Four types of steel fibers shown in Tabk 1 were cho—

sen for this test. ree of these fibers (F1,F2 and F3)

were hooked—end and the other one(F4)was smoth.

Th ree concrete mixtures,shown in Table 2,were in—

vestigated.Water reducing agents were used in C60 and

C80 mixes(DK一5 made by Dalian Structure Research In—

stitute and Sika made in Switzerland respectively). e

compressive strengths of these C30,C60,C80 mi xes were

determ ined according to“Test Methods Used for Steel Fi—

ber Reinforced Concrete”(CECS 13:89)"8 3 at 28 days

using 150 Bin×150 Bin×150 Bin cube s.Averaged re—

suits for 3 specimens are given in Table 2.0rdinary Port—

land cement(yielded by Dalian Huaneng Onod a Cement

Company)of 32.5 and 52.5 (according to China staB—

dard)were chosen.River sand(modulus of fineneis 2.

6)and crushed limestone coarse aggregates(5—20 Bin)

were used.

维普资讯 http://baogao.oh100.com

Vo1.21 No.3 YANG Me et fzf:Stud 。n Stress-strain CunP()f High StrPl1州1 Steel Fil l/eiI1tbrce~t.... 133

Note:F忙r— — nsije crack streof SFRC;f(.r— — nsile crack streof plain concrete n the Sallle mix proportion;fi~ Uhimatc tensile strength of SFRC

— — UfinlHfe tensile strength of plain concrete with the sanle mixing proportion.

2.2 Spc~imem

The tensile specimen was bonded to steel padding

plates at both ends by tygoweld.A total of 1 1 0 specimens

were divided into 22 groups according to certain parame—

ters.Th e parameters of these specimens are shown in Ta—

ble 3.

2.3 Items

At the age of 28 days.plain concrete and steel fiber

concrete specimens were tested for tensile strength,

resqectively. Th e tensile stress—strain curves were ac。 quired.Many other tensile characters of the high strength steel fiber concrete such as tensile work,etc were calcu— lated also

3 Results and Discussion

3.1 Crack streand ultim ate tensile strength

Th e crack streand ultimate tensile strength of different specimens are listed in Table 3.The addition of

steel fibers into concrete increased its crack s[rean d ultimate tensile strength.And the ratios of these two paraiTl~

eters of SFRC to those of plain concreue(with the same mix proportion)are given in Table 3,too.

3.1.1 Effect of matrix strength an(1 fiber type

FH)m Fable 3.it(·an be seen that the effects of steel fibers 0n crack streare little influenced by the matsix

strength.TI1at is h)sav.when the nlatr/x strength i11{7‘reas- 维普资讯 http://baogao.oh100.com

134 Journal of Wuhan University of Technology.

一Mater.Se i.Ed Sept.2006

es,the ratios of crack stresses of SFRC ( th the same

type of fibers contained)to those of plaio concrete ones with the same mix proportion are invariable.

However,the condition for ultimate tensile strength

is different.When the matrix strength increases.these ra— tics of ultimate tensile strengths(shown in Table 3)vary

dissimilarly according to the type of steel fiber.Moreover. the increments are bigger than those of crack stress.

The heightening efficiency of fiber F1 for ultimate

tensile strength rises as matrix strength increases.It is because that the strength of this kind of fiber is very high (>1 100 MPa).No fiber broken was observed during the test and the hooked—ends of the fibers were straightened when the matrix strength was high(C80).The higher the ma trix strength. this kind of steel fiber takes on its

strengthening effect more eficiently for the increasing of bond stress.Th e strengths of fibers F2 and F3 are mid— high(>700 MPa).Thev all have boked ends and both

of their surfaces are coarse. en the matrix strength was high(C80).fiber breaking occurred in the test.And this phenomenon impaired the heightening eficiency of these two kinds of steel fiber.So they should be used in middle strength concrete to exert their strengthening efect more eficiently.Fiber F4 is smooth.and its bond strewith

ma trix is comparatively low.T}1erefore.its strengthening effect is 1enotable than those of other kinds of fiber. Because of the low bond stress.no fiber broken was found during the test and its heightening eficiency for ultimate tensile strength rises as matrix strength increases.

3.1.2 Effect offiber content

Th e effect of fiber content on the crack streand u1. timate tensile strength was investigated for SFRC con— tained fiber F3.And the fiber content varied from 0.5% to 1.5% by volume(shown in Table 3).It can be seen from Fig.1 and Fig.2 that as the fiber content increases. the crack streand ultimate tensile strength of SFRC im. prove obviously.Moreover.the rising trends of the curves in these two figures are stupendously similar.In other

words,the effect of fiber content on the characters of ten. sile streof SFRC is positive and consistent.

Table 4 Fjber tvae factors

Fiber code d.

FlF2F3F4O.642

O.862

0.794

0.589

Th e tensile strength of SFRC can be calculated with the follow formula:

= ×(1+a ) (1)

where, is the ultimate tensile strength of sFRc; the ultimate tensile strength of plain concrete with the same mixing proportion;a,the fiber type factor, which isSh。Ⅵ1 in Table 4; ,: 告, isIhe — ber content 0f v。l愀aI1d吾is the aspect rali。0f steel fibers

3.2 Tensile strain and toue.hnecharacters

3.2.1 Crack strain and the strain at peak tensile lcad Th e tensile strains wel'~acquired by averaging the

readings of the four displacement sensors fixed around the specimen.In addition,the specimens whose difference between the tensile strains of its opposite sides is larger than 15% of their mean value were blanked out. Th e crack strain or the strains at peak tensile lcad of SFRC are much biger than those of plain concrete(as

shown in Table 5).And the increments go up as the ma— trix strength or the fiber content increases.Compared to that on crack strain.the increscent effect of steel fiber on the strain at peak tensile lcad is more remarkable.

3.2.2 Tensile work and toughnemodulus

Th e tensile work was defined as the area under

the load-displacement curve from 0 to 0.5 rain.More— over,a tensile toughnemodulus was introduced(shown in Table 5).It was defined as:

‰s ×赢 (2)

where, is the ultimate tensile strength of SFRC; A,the area of the crosection of specimen.

Both these two param eters were qu oted to evaluate

the toughnecharacters of SFRC under uniaxial tension. Th e tensile toughnemodulus is a dimensionlefactor. Compared to what the tensile work does.it can avoid the influence of the ultimate tensile strength when studying the toughneof SFRC.

It call be found from Table 5 that the altering regu—

larities of these two factors along with the changes of ma— trix strength and fiber content are approximate.Th erefore, the emphasis of analysis was put on the toughnemodulus.

Th e relationship between the matrix strength and

toughnemodulus of SFRC th four kinds of steel fiber are shown in Fig.3.whose fiber contents are all 1.O% by volume.together with that relationship of plain con— crete.The tensile toughneof SFRC is much better than that of plain concrete.Th e tensile toughening efect of

steel fiber iS remarkable.As the ma trix strength rises.the brittleneof concrete increases obviously,and then the tensile toughneof plain concrete falls down.This pbe. nomenon was also found on specimens containing fiber F1 and F2.Th e pulling out of fiber F1 from concrete is in fact a proceof hok.end’s being straightened and the matrix’s being crushed around the hok.end.When the hoked end is straightened at last.the tensile lcad falls

down quickly.The higher the concrete strength。the larg— er the rigidity of the ma trix and the shorter the time that the procementioned above lasts.Th us.the stress-strain curve falls down more qu ickly,and then the toughnemodulus decreases.However,the toughening efect of fi. ber F1 is the best am ong these four kinds of steel fiber. Th e aspect ratio of fiber F2 is the least。and when the

matrix strength is high, ber breaking occurs.T}1eref0re,

the t0ughnemodulus f ls d0wn c0ntinually£Ls the matdx

streng rises

中文部分:

高强度钢纤混凝土应力——应变特性

一、介绍

直径很小的钢纤维用于混凝土结构可以大大的提高混凝土的抗拉承载能力。在一般情况下混凝土中掺钢纤维的体积比利在0.2%~2.0%之间。在很小比例下,钢筋混凝土的张拉响应可假设为不硬化的类型,它有加大单个裂缝扩展性质很像无钢筋的素混凝土,钢纤维对混凝土开裂之后性能的改善作用更加明显,可以通过控制裂缝的开展从而较大幅度地提高混凝土的韧性。然而它对其它性质的改进很小,因此在正常实验方法下如此低得的纤维含量很难难得到钢纤维混凝土轴拉应力——应变曲线的平稳段。为了找到一个合适易行的方法来研究SFRC轴拉性能人们做了很多工作并且有报告称可通过添加刚性组件方法来获得轴拉全曲线。

在这篇文章中,我们将用不同类型的纤维来做钢筋混凝土的单轴拉伸试验。钢筋混凝土的抗拉特型首钢纤维的强度和含量影响。另外,在强力作用下,钢筋混凝土的应力——应变曲线受多种因素的影响。

二、实验

试验在60 万能试验机上进行。在试验装置中添加了四个高强钢杆以增大试件的卸载刚度,并通过在试件两端添加球铰来消除试件的初始偏心率。

通过调节连接试件和横梁的四个高强螺栓来保证试件的轴心受拉。试件相对两侧面之间的拉应变值之差不得大于其平均值的15%。当钢纤维掺量很低(为零或0.5%时),在荷载峰值采用低周反复加载曲线的外包络线来获得轴拉应力——应变全曲线.。

2.1材料

四种用于该试验的不同类型的钢纤维见表一,这些纤维中三种是带钩的(和)一种是光滑的()。

试验中所采用的三种混凝土配合比用于研究,见于表二。在基体强度等级为C60和C80钢纤维混凝土中分别加入了大连建科院生产的DK一5型减水剂和瑞士Sika公司生产的液体减水剂。这些被用来研究钢纤维混凝土的C30,C60,C80混凝土被制成的试件,在标准情况下养护28天。三种试件的平均强度见于表二。水泥采用大连小野田水泥厂生产的32.5级和52.5级普通硅酸盐水泥。细骨料采用细度模数2.6的河砂。粗骨料采用5~20 石灰岩碎石。

2.2、试件

用建筑结构胶将轴拉试件粘贴于两端的钢垫板上。22组共110个试件的具体参数列于表

2.3、补充

经过28天,普通混凝土和钢纤维混凝土分别被用来做抗拉强度试验。张拉应力——应变曲线由此获得。对于高强度钢纤维混凝土诸如抗拉能力等拉伸特性也由此得到。

三.试验结果和分析

3.1 劈拉强度和轴拉极限强度

不同试件的劈拉强度和轴拉极限强度见表三,在混凝土中增加钢纤维的量可以提高它的劈拉强度和轴拉极限强度,两种不同参数的钢纤维钢筋混凝土和普通混凝土(它们的混合比例相同)的比率也有表三给出。

3.1.1基体强度及纤维类型对轴拉强度的影响

从表三我们可以看出钢纤维对初裂强度的增强作用受基体强度变化的影响很校也就是说在掺人同种钢纤维时,随着基体强度的增加,钢纤维混凝土与同配比素混凝土的初裂强度的比值基本恒定

然而,不同情况下的极限抗拉强度是不一样的,当基体强度增加时,对于不同类型的钢纤维,极限抗拉强度的分配量是不同的(见表三)。另外它的增加量比劈拉恰强度大

F1型钢纤维作为基体的极限抗拉强度很高,这是因为这类型的钢纤维的强度很高(大于1100MPa)试验过程中没有纤维拔断的现象出现而且当基体强度较高时(C80),钢纤维的端部弯钩被完全拉直。由于黏结强度的提高,基体强度越高,该纤维对高强混凝土轴拉极限强度的增强效果越好。F2和F3型钢纤维的强度较高,二者均有端部弯钩,并且表面较为粗糙,当基体强度较高时(C80),出现纤维拔断现象,该现象的出现对这两种钢纤维的增强效果产生了消极影响,因此为了最大限度的发挥这两种钢纤维的增强作用,应将其应用于中高强度混凝土中。

F4型纤维为长直型,其与基体问的粘结力较小,因此它的增强效果耍弱于其他二种。因为其与基体问的粘结力较小因此在试验过程中没有纤维拔断现象出现。并且随着基体强度升高,由于黏结力的增大,该纤维增强效率有持续提高。

3.1.2钢纤维掺量对轴拉强度的影响

试验中重点针对F3型钢纤维研究了纤维掺量的变化对钢纤维高强混凝土轴拉初裂强度和极限强度的影响。试验中钢纤维体积掺率变化范围为(见表三)。由图1和图2可见随着纤维掺量增大,轴拉初裂强度和极限强度均有提高。两图中曲线的上升趋势很相似。也就是说纤维掺量在整个拉伸过程中对钢纤维混凝土内拉应力的影响是积极的和稳定的。

钢纤维钢筋混凝土轴拉极限强度可以用下式来计算:

(1)

式中:

.为钢纤维钢纤维轴拉极限强度轴拉极限强度。

为为同配比素混凝土轴拉极限强度

纤维类型系数有表四给出

, 为钢纤维体积掺率, 为钢纤维长径比。

3.2 轴拉变形性能和韧性

3.2.1 初裂拉应变和峰值荷载拉应变

对试件四周四个夹式位移计测得的应变值进行平均获得试件的拉应变值。若试验中试件相对侧面的拉应变差大于平均值的15%,试件作废。

高强SFRC的初裂拉应变和峰值拉应变要远大于同配比素混凝土(见表5),随着基体强度或者纤维掺量增大,这个差值有所增长,钢纤维对峰值应变的提高作用要比初裂应变更加明显。

3.2.2 拉伸功和轴拉韧性指数

拉伸功为位移0-0.5 mm轴拉荷载位移全曲线下面积(图5中阴影面积)。另外,引入轴拉韧性指数 (见表5)。其定义为:

(2)

式中: 为钢纤维混凝土轴拉极限强度;A为轴拉试件的破坏横截面面积。

两参数均用来评价钢纤维高强混凝土在轴拉过程中的韧性。轴拉韧性指数为无量纲系数,与轴拉功相比,在评价轴拉韧性时可在一定程度上消除轴拉极限强度的差别所带来的影响。

从表5我们可以发现,基体强度和纤维含量两种参数的有规律的改变很相似,因此我们分析的重点应放在韧性指数上。

掺有四种钢纤维及素混凝土试件基体强度与轴拉韧性指数的关系如图3所示,其中纤维混凝土试件中钢纤维体积掺率均为1.0%。可见高强SFRC的轴拉韧性要远远优于同配比素混凝土。

钢纤维的抗拉强度的影响是显著的,随着基体强度升高,混凝土脆性明显增加,素混凝土轴拉韧性明显下降。在掺有F1和F2型钢纤维的试件中也出现了韧性下降现象。F1型纤维从

基体中拔出其实是一个纤维端钩被拉直,纤维端部周围混凝土被挤碎的过程。当纤维端钩最终被拉直时,轴拉荷载很快下降。混凝土的强度越高,基体硬度和脆性越大,上述过程历时也更短。因此当基体强度较高时,轴拉应力——应变曲线下降得更快,轴拉韧性指数也有所下降。

在四种类型纤维种F1型纤维的增韧效果最好,F2型纤维长径比最小,基体强度较高时出现了纤维拔断现象,因此当基体强度增加时韧性指数不断下降。

F3和F4型钢纤维韧性指数均随基体强度升高而增大。这两种纤维均为剪切型,表面较粗糙。在钢纤维和基体之间黏结力的各组分中,摩擦力起主导作用。摩擦力随基体强度的升高而增大,且该黏结类型的拔出破坏是一个持续过程,因此基体强度升高对掺有这两种钢纤维的混凝土韧性起积极作用。这两种纤维的不同之处是F3型的两端有弯钩。由于端钩的存在使得在基体强度不太高时(C30和C60),F3型钢纤维的增韧作用优于F4型。当基体强度很高时(C80),由于纤维拔断现象影响了F3型的增韧效果,F4型钢纤维的增韧效果叉反过来超过了F3型钢纤维。

3.3钢纤维钢筋混凝土单轴拉伸应力——应变曲线

图4-11列出了典型的钢纤维高强混凝土轴拉应力一应变全曲线(为了便于比较,每组试件选出条典型曲线作为代表)。图4-8表述了轴拉曲线随基体强度的变化规律;图9-11表述了轴拉曲线随钢纤维(F3型)掺量的变化规律。曲线由弹性阶段、弹塑性阶段和下降段(软化段)组成。下降段存在拐点。

从图中可以看到,基体强度越高,轴拉应力一应变全曲线下降得越快。另外,钢纤维掺量的提高可以大大地改善曲线的丰满程度。钢纤维类型对轴拉应力一应变全曲线的形状也有一定的影响。Fl型纤维的曲线是几种钢纤维中最丰满的,并且在拉应变为大约10000个微应变时出现了第二峰值。该现象体现了Fl型纤维良好的增韧效果。当基体强度较高时,由于纤维拔断的出现使得F2和F3型钢纤维试件的轴拉曲线下降端呈阶梯状。F4型纤维的曲线较为平滑,形状与素混凝土曲线相似,但是更为饱满。这是因为长直形钢纤维的拔出过程是相对连续和柔和的.

四.研究分析

曾经有许多钢纤维混凝土轴拉应力一应变全曲线模型提出大多数为分段函数,以应力峰值点为分界点。本文中,全曲线的上升段和下降段采用不同的函数表达式。

在公式中

(3)

式中: 为钢纤维高强度混凝土轴拉峰值拉应变;

为钢纤维高强度混凝土轴拉峰值应力;

为钢纤维高强度混凝土轴拉应力;

为钢纤维高强度混凝土轴拉应变。

4.1上升段的公式

上升段的数学模型为:

(4)

这里: , , 为与基体和钢纤维特性有关的参数。

边界条件为:

1)

2)

3)

由边界条件可得公式(5)可以简化为:

(5)

系数 可以通过试验数据回归获得

(6)

式中: 为圆点切线模量; 为峰值应力点割线模量(第一峰值)。

因此公式(6)可以转换为:

(7)

4.2下降段公式

下降段数学的模型为:

(8)

式中: 和 为与基体和钢纤维特性有关的参数。

下降段表达式中系数值选取1.7。边界条件x=l和y=1自然满足。系数的取值通过最小二乘法回归获得:

(9)

可见基体强度和纤维参量对轴拉曲线下降段的下降速率的影响是相反的。

五. 理论曲线与试验结果的比较

钢纤维高强混凝土轴拉应力一应变理论曲线和试验曲线的比较如图l2所示(以试件F3—6010为例)。可见,理论结果与试验结果符合较好。

六.结论

(1)试验结果表明:钢纤维高强混凝土劈拉强度略高于轴拉强度,两者有较好的相关性,钢纤维高强混凝土轴拉强度可取为劈拉强度的0.9倍。

(2)在掺入同种同量钢纤维时,随着基体强度的增加,钢纤维高强混凝土与同配比素混凝土的初裂强度的比值基本不变;轴拉极限强度的比值有所变化,且该变化对不同的纤维类型有所不同,钢纤维与基体黏结性能好,且破坏时不被拉断,则增强效果好。

(3)提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土的抗拉强度特性的改善作用比对普通强度混凝土的改善作用明显。

(4)钢纤维高强混凝土的初裂应变和峰值应变要比素混凝土的增幅随基体强度和纤维掺量的升高而增大。

(5)引入了轴拉韧性指数来评价钢纤维高强混凝土的韧性,钢纤维混凝土的轴拉韧性要大大优于同配比的索混凝土,并且受基体强度和钢纤维特性和

掺量的影响。

(6)基体强度越高,钢纤维高强混凝土的轴拉应力应变曲线在峰值过后下降得越快;纤维掺量的提高可以大大改善曲线的丰满程度,钢纤维类型对曲线形状也有一定的影响。通过对实验曲线的分析与回归,给出了考虑上述影响因素的钢纤维高强混凝土轴拉应力应变全曲线表达式。

(7)综合而言,四种钢纤维中,F3型钢纤维的增强效果最好,而Fl型钢纤维的增韧效果最好

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