GFRP筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能分析

发布时间：2020-05-06 08:10

【摘要】：FRP筋(Fiber Reinforced Ploymer Rebar)具有质量轻、耐腐蚀等特点,彻底解决了钢筋腐蚀产生的耐久性问题。广泛应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程、地下工程中。高强轻骨料混凝土具有质量轻、耐久性高、抗冻性好、保温隔热性能优异的特点,通过掺入钢纤维可明显改善高强轻骨料混凝土脆性。目前,在FRP筋高强轻骨料混凝土构件层次研究开展较少,因此,有必要展开GFRP筋高强轻骨料混凝土梁的受弯性能研究。为研究GFRP筋高强轻骨料混凝土梁的受弯性能,完成10根GFRP筋高强轻骨料混凝土梁试验,重点分析纵筋种类、GFRP筋配筋率、GFRP筋直径及钢纤维掺入对构件受力性能的影响。运用Abaqus有限元软件完成数值模拟,系统分析轻骨料混凝土强度、钢纤维掺入率、保护层厚度、构件截面形式等变量对GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受力性能的影响。研究表明:1.GFRP筋高强轻骨料混凝土梁跨中荷载-位移曲线分为混凝土开裂前与开裂后两个阶段,呈现出双线性,曲线在混凝土开裂后直至破坏呈现线性。同等条件下,提高配筋率及添加钢纤维均可降低同荷载条件下混凝土压应变及跨中挠度,延缓刚度退化及裂缝发展速度,减小正常使用状态下的最大裂缝宽度;2.混凝土强度等级的提升及钢纤维的掺入,均可提高构件的开裂荷载和极限荷载,混凝土强度的提升对构件极限承载力影响更加明显,钢纤维达到0.6%掺入量以上时,对开裂荷载影响显著,对于构件极限承载力影响程度降低;3.相比于钢筋混凝土梁,GFRP筋高强轻骨料混凝土梁若要满足正常使用状态下的挠度限值应采用更大的截面高度,并建议GFRP筋高强轻骨料混凝土梁截面高宽比取值为1.25~4;4.根据变形协调关系建立适用于GFRP筋高强轻骨料混凝土梁的界限受压区高度、界限配筋率及正截面承载力公式,并与试验结果进行对比,验证公式合理性。论文完成的GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受弯性能的研究,对于深入了解此类结构特性,指导工程中结构的设计,推动新型材料在工程实际中的应用具有重要价值。
【图文】：

轻骨料混凝土,粗骨料,高强轻骨料混凝土

种性能差异均需进行进一步研究。因而，本文将钢纤维高强轻骨料混凝土与 GFR合，研究 GFRP 筋纤维高强轻骨料混凝土梁的受弯性能，对于深入了解此类结构特导工程中结构的设计，推动新型材料在工程实际中的应用具有重要价值。2 轻骨料混凝土梁简介.1 轻骨料混凝土简介轻骨料混凝土是使用轻型骨料拌合而成的新型混凝土材料，我国规范《轻骨料技术规程》JGJ515-2002 定义轻骨料混凝土为：由轻粗集料、轻细集料（或普通砂泥和水配制而成，轻骨料混凝土的表观密度不超过 1950kg/m3，目前国内一般认达到 LC40 以上的轻骨料混凝土为高强轻骨料混凝土（High-Strength Lightwgreagte Concrete）[16]。由于采用轻粗骨料，如图 1.1 所示，这种混凝土最大特点高强，耐火性好，并且具有优越的抗震性能与抗裂性能，是一种具有发展前途的凝土。

FRP筋,纤维,承载能力,生产工艺

图 1.2 FRP 筋生产工艺FRP 筋如图 1.3 所示，主要通过筋内的纤维提供承载能力，所以制作 FRP 筋采性能好坏直接影响 FRP 筋本身的受力性能。FRP 筋中基底多采用树脂材料，可分为热塑性树脂及热固性树脂，最为常用的为热固性树脂。树脂的主要作用维束并传递剪力，通过将纤维年合成一束整体纤维并包裹纤维束，类似于钢绞高整体承载能力，并提供外部保护避免纤维的机械损伤和外部腐蚀。制作 FRP 纤维由十几种类型，，通常需要根据使用环境及 FRP 筋需要达到的受力性能来相
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37

【参考文献】