BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁受彎性能研究.pdf

1、玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物(BFRP)筋是一種具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、電絕緣和高性價(jià)比等諸多優(yōu)良特性的環(huán)境友好型復(fù)合筋材，將其與鋼纖維高強(qiáng)混凝土結(jié)合，形成BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)，在減輕結(jié)構(gòu)自重、提高結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的同時(shí)，限制其裂縫和變形的發(fā)展，提高其延性。而僅在結(jié)構(gòu)的部分截面摻加鋼纖維，形成BFRP筋鋼纖維部分增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)，可在發(fā)揮以上諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，降低工程造價(jià)，具有較好的應(yīng)用前景。
　　本文通過(guò)1根鋼筋鋼纖維

2、高強(qiáng)混凝土梁、1根BFRP筋高強(qiáng)混凝土梁和16根BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的受彎試驗(yàn)，研究了兩種不同鋼纖維增強(qiáng)形式（全截面增強(qiáng)和部分增強(qiáng)）的BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁受彎性能，探討了鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土層厚度和FRP筋配筋率對(duì)BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁破壞模式、受彎承載力、荷載-撓度曲線、使用荷載、荷載-最大裂縫寬度曲線、平均裂縫寬度、裂縫寬度差異性和延性的影響，建立了BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝

3、土梁受彎承載力、剛度和裂縫寬度的計(jì)算方法。主要研究?jī)?nèi)容及研究成果如下:
　　(1)BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的受彎破壞模式及承載力計(jì)算方法研究
　　BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁破壞模式可分為FRP筋拉斷破壞、混凝土壓碎破壞以及平衡破壞。鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土層厚度和FRP筋配筋率均對(duì)梁的破壞模式有不同程度的影響。在BFRP筋高強(qiáng)混凝土梁的全截面摻加鋼纖維可顯著提高其受彎承載力，而僅在部分截面摻加鋼纖維對(duì)

4、其受彎承載力影響不大。FRP筋配筋率的增大可提高BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的受彎承載力。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)不同的破壞模式，提出了考慮鋼纖維影響的BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁受彎承載力計(jì)算方法。
　　(2)BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的變形性能及剛度計(jì)算方法研究
　　鋼纖維的加入可提高BFRP筋高強(qiáng)混凝土梁的使用荷載。鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土層厚度和FRP筋配筋率的增大可抑制BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)

5、高強(qiáng)混凝土梁變形的發(fā)展，在0.57倍梁高以下受拉區(qū)摻加鋼纖維可使梁的變形性能與全截面摻加鋼纖維的梁接近。分別基于解析法和有效慣性矩法，考慮鋼纖維的影響，提出了BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁剛度計(jì)算方法。
　　(3)BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的裂縫發(fā)展及裂縫寬度計(jì)算方法研究
　　鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土層厚度和FRP筋配筋率的增大可限有效制BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁裂縫的開(kāi)展，在0.57倍梁高以下受

6、拉區(qū)摻加鋼纖維對(duì)裂縫的抑制作用與全截面摻加鋼纖維接近。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，提出了考慮鋼纖維影響的BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁裂縫寬度計(jì)算方法。
　　(4)BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁的延性分析
　　在BFRP筋高強(qiáng)混凝土梁的全截面摻加鋼纖維可提高梁的延性，而在部分截面摻加鋼纖維會(huì)對(duì)梁的延性產(chǎn)生一定程度的負(fù)面影響;增加FRP筋配筋率可提高BFRP筋鋼纖維復(fù)合增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土的延性。為了限制FRP筋混凝土梁變形和裂縫發(fā)展