BFRP筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究

发布时间：2020-04-14 04:57

【摘要】：为有效解决侵蚀性环境下比如水工结构、海工建筑物、某些化工厂房等钢筋锈蚀问题以及混凝土由于冻融破坏、干湿循环、硫酸盐侵蚀等引发的严重耐久性问题,本文采用轻质高强、耐腐蚀性和抗疲劳性能优良的玄武岩筋来取代钢筋,并用微观更致密、耐腐蚀性能更强的无机聚合物混凝土来取代普通混凝土。将这两种材料组合起来,通过试验和ABAQUS有限元模拟对BFRP筋无机聚合物混凝土梁的受剪性能进行研究。本文所做研究如下:(1)通过BFRP筋的材性试验得出:BFRP筋拉伸行为呈脆性断裂破坏,其应力-应变关系近似为一条斜直线。(2)通过BFRP筋无机聚合物混凝土梁的抗剪试验,得到不同剪跨比和配箍率下试验梁的破坏形态、开裂荷载、极限荷载、挠度、裂缝开展过程、BFRP筋和无机聚合物混凝土的应变等梁的性能,并进行对比分析。结果表明:所有试验梁均为剪压破坏;试验梁荷载-挠度曲线无明显屈服平台及下降趋势,以试验梁开裂为分界点,类似一条双折线。相同条件下剪跨比增加,跨中挠度随之增大;且挠度变化与箍筋间距并无明显关系;剪跨比λ=2.0、2.5的试验梁相比λ=1.5的试验梁开裂荷载分别降低10%和20%,极限荷载分别降低3.9%和29.4%;箍筋间距S=100mm、150mm的试验梁相比S=80mm的试验梁极限荷载分别降低6.6%和15.1%。(3)基于试验数据探讨了美国、加拿大、日本和我国相关FRP筋建筑结构设计规范对试验梁抗剪强度预测的适用性,同时基于我国GB50608-2010规范中挠度计算理论对BFRP筋无机聚合物混凝土梁的跨中挠度进行计算并与试验值对比。结果表明:加拿大CAN/CSA S802-12对试验梁抗剪承载力的预测效果最好,且具有一定安全度;日本JSCE-97规范对其计算过于保守,其离散性也较大;基于GB50608-2010规范的挠度计算理论对BFRP筋无机聚合物混凝土梁的挠度计算具有一定的指导意义,试验梁开裂前,其挠度计算误差较大,开裂后误差大约控制在25%以内,其计算相对保守,且具有一定的安全度。(4)基于ABAQUS对其抗剪过程进行有限元模拟,并与试验结果对比论证。结果表明:有限元模拟结果与试验结果能较好吻合。最后基于现有规范结合试验结果和数值模拟,推导了BFRP筋无机聚合物混凝土梁的抗剪承载力计算表达式。结果表明:所推公式能对试验梁抗剪承载力进行较好预测。
【图文】：

a）操作台 b）试验机图 2-1 万能试验机混凝土拌制完成后放入标准试模中，用锉刀将试件表面抹平，为防土在水化过程中水分流失，在混凝土成型面上铺一层保鲜膜。第二天拆试块放于试验梁同一环境中养护。无机聚合物混凝土的制备流程见图 2-2，，其立方体抗压强度试件制作图 2-3。图 2-2 无机聚合物混凝土制备流程一半粗骨料细骨料粉煤灰矿粉一半粗骨料搅拌1.5分钟搅拌3.5分钟加氢氧化钠溶液硅酸钠溶液减水剂卸料浇筑

（a）混凝土拌制 （b）立方体抗压强度试块成型图 2-3 立方体抗压强度试件制作过程3）试验结果处理由公式（2-1）计算立方体抗压强度：cuFfA= （2式中：F—试件破坏荷载（N）；A—试件承压面积(mm2)。.2.2. 试验结果正常自然养护环境下无机聚合物混凝土立方体抗压强度测定结果见表 2-5表2-5 试件立方体抗压强度试件编号 荷载/kN 抗压强度/MPa 平均值/MPaIPC1 694.76 30.9IPC2 675.37 30.031.3
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵樾;于`

本文编号：2626906