FRP-混凝土組合梁受彎性能試驗(yàn)研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer，F(xiàn)RP）以其比強(qiáng)度高、比模量大、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)而受到土木工程界的日益關(guān)注，將其用于土建交通基礎(chǔ)設(shè)施中以解決日益嚴(yán)重的鋼材銹蝕問(wèn)題的相關(guān)研究工作近年來(lái)不斷增多且逐漸深入。為了既充分發(fā)揮FRP受拉強(qiáng)度高、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用混凝土受壓強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)FRP-混凝土組合結(jié)構(gòu)的形式和性能進(jìn)行了研究。本文以課題組提出的由混雜FRP模殼和鋼筋混凝土內(nèi)芯組成的FR

2、P-混凝土組合梁為研究對(duì)象，基于前期的以纖維受力為主的組合梁、纖維和鋼筋承載力比例相當(dāng)?shù)慕M合梁的研究成果，確定以鋼筋受力為主的FRP-混凝土組合梁（以下簡(jiǎn)稱FRP-RC組合梁）為研究重點(diǎn)。這種組合梁具備高耐久性、高性價(jià)比、損傷可控等優(yōu)點(diǎn)。
　　 基于以上思想，本文對(duì)鋼筋受力為主的FRP-RC組合梁進(jìn)行了受彎性能試驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：
　　 首先，在課題組前期手糊制作的混雜FRP模殼得到較理想試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)FRP模

3、殼的工業(yè)化生產(chǎn)工藝進(jìn)行探索性研究，制備出了適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的性能穩(wěn)定的FRP模殼。
　　 同時(shí)，對(duì)拉擠成型的FRP板與混凝土界面的粘結(jié)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，主要包括不同環(huán)氧樹(shù)脂在水下養(yǎng)護(hù)條件下（模擬濕粘結(jié)潮濕環(huán)境）與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度和四種界面方式（濕粘結(jié)、FRP剪力鍵&濕粘結(jié)、金屬剪力鍵&濕粘結(jié)、粘石子）的剪切粘結(jié)強(qiáng)度，確定出最優(yōu)的界面方式和最適宜的粘結(jié)樹(shù)脂。對(duì)本文組合梁所用材料（BFRP、鋼絲、鋼筋、混凝土）的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)

4、研究，并基于復(fù)合法則確定了鋼絲復(fù)合BFRP的本構(gòu)關(guān)系。
　　 通過(guò)對(duì)組合梁受彎性能的全過(guò)程分析，得到了組合梁的彎矩曲率關(guān)系；對(duì)FRP-混凝土組合梁的各種破壞模式進(jìn)行分析，得到相應(yīng)承載力的計(jì)算公式；對(duì)FRP-RC組合梁在鋼筋屈服至FRP拉斷階段的截面剛度進(jìn)行推導(dǎo)，并給出了計(jì)算公式。
　　 完成了2根鋼筋混凝土對(duì)比梁、6根BFRP-RC組合梁以及2根鋼絲復(fù)合BFRP-RC組合梁的受彎性能試驗(yàn)研究，對(duì)其荷載位移關(guān)系、破壞模式、

5、承載力、剛度、荷載應(yīng)變關(guān)系等進(jìn)行了較為深入的討論和分析，證明了以鋼筋受力為主的FRP-RC組合梁不僅延性好，而且具有良好、穩(wěn)定并可設(shè)計(jì)的二次剛度；梁底縱向FRP、鋼筋和混凝土能良好地共同變形、協(xié)同工作，所有梁中FRP剪力鍵&濕粘結(jié)界面均是安全可靠的，能有效保證FRP與鋼筋混凝土內(nèi)芯共同工作，表明是一種可取的界面方式；將FRP-RC組合梁上述理論分析結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行比較，計(jì)算公式能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)組合梁的二次剛度和抗彎承載力，表明理論分析是