沖擊荷載作用下CFRP筋-混凝土界面力學(xué)性能試驗研究.pdf

1、隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為基本的結(jié)構(gòu)形式常被應(yīng)用于橋梁、港口以及污水處理廠。由于鋼筋在腐蝕性環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕退化，從而引起結(jié)構(gòu)耐久性降低。所以需要一種新型材料來解決這類問題。FRP筋的高強度、耐腐蝕、抗疲勞使其成為鋼筋的最佳替代品，但近幾十年頻繁出現(xiàn)船舶和重型運載車輛撞擊橋梁事故，而這類沖擊事故往往會引起結(jié)構(gòu)的可靠度、使用壽命、安全性和抗震能力的損失，甚至直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)垮塌從而造成災(zāi)難性后果。因此廣泛采用 CFRP筋代替

2、鋼筋就要求設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段充分考慮偶然的沖擊荷載并采取有效的構(gòu)造措施，事故發(fā)生后可以科學(xué)的評估沖擊損傷和殘余承載力。從微觀角度分析可知：決定沖擊荷載下 CFRP筋與混凝土的協(xié)同工作性能的關(guān)鍵因素是CFRP筋-混凝土界面粘結(jié)性能。
　　在過去的30年里，國內(nèi)外的研究學(xué)者對影響 FRP筋-混凝土界面粘結(jié)性能的因素做了較為細(xì)致的研究并提出一系列粘結(jié)-滑移模型。但是很少有學(xué)者對FRP筋-混凝土界面在沖擊荷載下的粘結(jié)性能進行研究。并且

3、在《纖維增強復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50608-2010)[54]中也沒有考慮這兩種材料的動態(tài)粘結(jié)性能。因此本文開展 CFRP筋-混凝土界面粘結(jié)性能的研究具有重要的理論意義和實用價值。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)通過靜載下CFRP筋的拔出試驗研究影響靜態(tài)粘結(jié)性能的因素，并在不同埋置長度、CFRP筋直徑、混凝土抗壓強度下獲得相應(yīng)的粘結(jié)滑移曲線與已有本構(gòu)模型對比分析，然后討論各國規(guī)范中錨固長度的建議值。
　　

4、(2)通過沖擊力轉(zhuǎn)換試驗裝置將沖擊力轉(zhuǎn)換成拉拔力，將 CFRP筋從混凝土試塊中拔出，獲得不同拉拔速度下的粘結(jié)-滑移曲線，根據(jù)不同試驗變量討論影響動態(tài)粘結(jié)性能的因素。并對于可能承受沖擊荷載的 CFRP筋混凝結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法提出建議。
　　(3)通過對比分析靜力與動力試驗的結(jié)果，根據(jù)試驗曲線提出 CFRP筋-混凝土動態(tài)粘結(jié)-滑移模型。根據(jù)試驗統(tǒng)計規(guī)律提出考慮應(yīng)變率的粘結(jié)應(yīng)力的計算公式。修正各規(guī)范中靜態(tài)CFRP筋錨固長度公式，使其具有動態(tài)