新型FRP筋混凝土梁受彎性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土作為一種優(yōu)良的傳統(tǒng)建筑材料被廣泛應用于現(xiàn)代工程結構中，而處在惡劣環(huán)境中的鋼筋混凝土結構(如在沿海建筑、橋梁結構等)則存在耐久性方面的問題；為彌補鋼筋混凝土結構這一缺陷，人們在長期的工程實踐中曾總結出了多種方法和對策，但其效果不甚理想。目前，新型高性能纖維增強復合材料筋(Fiber Reinforced polymer tendon簡稱 FRP 筋)混凝土結構，因為 FRP 筋具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和輕質高強等特性，使 FRP 筋

2、混凝土結構自上世紀 90 年代以來得到了土木工程界的普遍的接受，并成為研究熱點之一。 為了進一步對FRP筋混凝土結構的受力性能進行研究，本文對5根CFRP 筋混凝土簡支梁和 6 根 GFRP 筋混凝土簡支梁的受彎性能進行了試驗研究。在試驗研究中，主要考慮了FRP筋配筋率對梁破壞情況的影響，測試了試件的開裂荷載、裂縫的開展、各級荷載下 FRP 筋的應變以及試件的極限荷載，驗證了平截面假定，分析了撓度變化的特性。在試驗研究的基礎上，

3、給出了 FRP 筋混凝土梁的極限承載力、最小配筋率、裂縫寬度和剛度的計算方法；提出FRP筋混凝土梁計算理論是基于應力的計算方法，并將計算結果與試驗實測結果進行了對比，表明本文所提出的計算方法是可行的。根據(jù)FRP筋混凝土受彎構件的特性，引入變形性能與承載力相結合的綜合指標對FRP筋混凝土構件受彎性能進行了分析，并在此基礎上提出了以剛度和抗裂度為控制并考慮承載能力的FRP筋混凝土構件的設計新方法。 同時本文針對非預應力FRP筋混凝

4、土存在較大裂縫和撓度的特性進行了預應力FRP筋混凝土梁的抗彎性能的試驗研究和理論分析。試驗研究中進行了2根CFRP筋預應力混凝土簡支梁和2根GFRP筋預應力混凝土簡支梁的靜力荷載試驗。試驗中考慮了張拉控制應力、非預應力鋼筋配筋率等因素的影響，測試了預應力FRP筋混凝土梁的開裂荷載、極限荷載、荷載～撓度曲線、FRP筋和普通鋼筋的應變發(fā)展狀況、平截面假定情況和裂縫發(fā)生發(fā)展情況?？偨Y出預應力FRP筋混凝土梁的分三個階段工作的特性及主要影響因素

5、。通過理論分析進一步討論了FRP筋混凝土梁分三個階段工作的力學原理，提出了預應力FRP筋混凝土梁的極限承載能力計算方法和短期剛度和裂寬的計算方法。并用本文提出的計算方法所得結果與試驗實測結果進行了對比，證明了本文的計算方法是準確有效的。 通過試驗研究和理論分析，本文認為FRP筋混凝土梁具有良好的承載能力，變形能力能夠滿足正常使用的要求，由于FRP筋的彈性模量較低，特別是GFRP筋，使得FRP筋混凝土梁的撓度和裂縫寬度較大，通過施