FRP筋混凝土梁受力性能的試驗(yàn)研究及有限元分析.pdf

1、FRP(Fiber Reinforced Polymer)筋在現(xiàn)代土木工程中的應(yīng)用，是解決鋼筋銹蝕問題的新途徑之一。它是以纖維為增強(qiáng)材料，以合成樹脂為基體材料，并摻入適量輔助劑，經(jīng)拉擠成型技術(shù)和必要的表面處理所形成的一種新型復(fù)合材料，具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、可設(shè)計性強(qiáng)、抗疲勞性能好、耐電磁等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。因此，它一般可應(yīng)用于有特殊性能要求和鋼筋易受到化學(xué)因素侵蝕的環(huán)境中。例如，將FRP筋應(yīng)用于支撐和圍繞磁共振成像醫(yī)療設(shè)備的混凝土中及海堤

2、、工業(yè)頂棚、電設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備的基座、巖土工程中的錨桿、侵蝕性環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)等海洋工程、橋梁工程、路面工程、巖土工程、醫(yī)療及化工工程的建設(shè)。但是，由于FRP筋的彈性模量低、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)為線彈性特征、橫向抗剪強(qiáng)度較低以及其與混凝土間的粘結(jié)性能與鋼筋有較大的區(qū)別等原因，使得FRP筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能與普通鋼筋混凝土構(gòu)件有較大的差異，因此需要對其進(jìn)行深入的研究。 本文基于對FRP筋力學(xué)性能和FRP筋混凝土梁受彎性能的試驗(yàn)研究，

3、提出了用于FRP筋混凝土構(gòu)件設(shè)計的力學(xué)性能指標(biāo)，并對FRP筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計方法進(jìn)行了深入的探討。主要研究內(nèi)容和成果如下: 1、FRP筋的力學(xué)性能研究對FRP筋抗拉強(qiáng)度、彈性模量、延伸率等力學(xué)性能試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究，對FRP筋拉伸試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計分析，并提出了用于FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的力學(xué)性能指標(biāo)。 2、FRP筋混凝土梁受彎性能的試驗(yàn)研究采用兩點(diǎn)加荷方式對7根FRP筋混凝土梁進(jìn)行了彎曲試驗(yàn)研究。試驗(yàn)過程中測量了各

4、級荷載作用下構(gòu)件的撓度、裂縫寬度和截面應(yīng)變，并繪制了在單調(diào)荷載作用下的梁的裂縫開展圖、撓度-荷載關(guān)系曲線、混凝土梁截面應(yīng)變圖。研究了FRP筋類型、FRP筋配筋率及FRP筋與混凝土的粘接作用等因素對構(gòu)件承載能力、變形性能的影響。 3、FRP筋混凝土梁受彎性能的非線性全過程分析利用商業(yè)有限元軟件-ANSYS，對試驗(yàn)梁的受力變形全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對建模方法、單元選取、材料本構(gòu)關(guān)系的定義、求解方法等進(jìn)行了詳細(xì)的說明，經(jīng)與試驗(yàn)結(jié)果對比