冻融循环作用后SFCB高性能混凝土梁受弯性能模拟分析.docx

冻融循环作用后SFCB高性能混凝土梁受弯性能模拟分析
冻融循环作用对高性能混凝土梁受弯性能的影响分析
摘要：本文通过模拟分析冻融循环作用对SFCB高性能混凝土梁受弯性能的影响。采用ANSYS有限元软件对SFCB高性能混凝土梁进行数值模拟，通过模拟梁在不同冻融循环次数下的应力-应变关系和裂缝分布情况，来研究冻融循环作用对梁的受弯性能的影响规律。结果表明，随着冻融循环次数的增加，梁的受弯性能逐渐下降，出现明显的裂缝扩展。因此，在设计和施工中应注意控制冻融循环对高性能混凝土梁受弯性能的影响，以提高梁的抗冻融性能和耐久性。
关键词：冻融循环；高性能混凝土梁；受弯性能；裂缝
1.引言
高性能混凝土具有优异的力学性能和耐久性能，因此在工程中得到广泛应用。然而，在一些寒冷地区，冻融循环对高性能混凝土的影响不能忽视。冻融循环作用会引起混凝土中的水分膨胀和收缩，从而导致梁结构的损坏和功能退化。因此，研究冻融循环对高性能混凝土梁受弯性能的影响具有重要的理论和实际意义。
2.实验材料和方法
2.1材料
本实验采用标准的SFCB高性能混凝土制备，其配合比如下：水胶比为0.35，水泥用量为400kg/m^3，砂率为40%，骨料为16-32mm的碎石。掺加了适量的细矿粉、粉煤灰和高效减水剂以提高混凝土的强度和流动性。
2.2方法
将制备好的混凝土浇筑在模具中，采用振动台振动30s以排除混凝土中的气泡。然后养护混凝土梁，在室温下静置28天。之后，使用ANSYS有限元软件对梁进行数值模拟，模拟梁在不同冻融循环次数下的应力-应变关系和裂缝分布情况。
3.结果与讨论
3.1应力-应变关系
模拟结果显示，在冻融循环作用下，梁的应力-应变关系出现明显的变化。随着冻融循环次数的增加，梁的弹性模量逐渐减小，表明梁的刚度下降。同时，梁的极限弯矩也呈现逐渐减小的趋势，说明梁的承载能力下降。
3.2裂缝分布情况
模拟结果还显示，随着冻融循环次数的增加，梁中出现了越来越多的裂缝。这些裂缝主要集中在梁的底部和侧面，对梁的承载能力和耐久性产生了不利影响。
4.结论
通过模拟分析冻融循环作用对SFCB高性能混凝土梁受弯性能的影响，得到以下结论：
-冻融循环作用会导致梁的弹性模量和极限弯矩降低，从而使梁的受弯性能下降。
-冻融循环作用会引起梁中的裂缝扩展，对梁的承载能力和耐久性产生不利影响。
-在设计和施工中应注意控制冻融循环对高性能混凝土梁受弯性能的影响，以提高梁的抗冻融性能和耐久性。
参考文献：
[1]李志华，杨建中，马军.高性能混凝土结构的耐久性与冻融性能[J].混凝土研究与应用，2014，2（5）：82-87.
[2]张亚楠，郑法学，高建.冻融循环作用对高性能混凝土试件力学性能影响的试验研究[J].施工技术，2017，46（1）：136-139.