BFRP筋增强混凝土偏心受压短柱力学性能研究
本文选题：BFRP筋 + 拉伸性能 ； 参考：《郑州大学》2017年硕士论文
【摘要】：钢筋锈蚀是致使混凝土结构耐久性变差的主导因素,而采用纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic,简称为FRP)筋代替钢筋是避免混凝土结构中钢筋锈蚀问题的有效方法,其中玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋轻质高强、绿色环保、耐久性好、生产成本低,极具研究价值。目前,关于BFRP筋的拉伸性能研究、BFRP筋与混凝土间的粘结性能以及BFRP筋应用于受弯构件中的研究已经比较完善,但是针对BFRP筋受压性能方面的研究及其在压弯构件中应用的研究相对薄弱。鉴于此,为了促进这一新型复合材料在实际工程中的应用,充分发挥其优越的力学性能,本文进行了BFRP筋拉伸性能、压缩性能试验以及BFRP筋混凝土偏心受压柱力学性能试验,并在此基础上进行了BFRP筋混凝土柱设计计算方法的研究。论文的主要的研究内容与成果包括以下几部分:1、BFRP筋拉伸性能试验研究。研究直径变化对BFRP筋拉伸性能的影响,观察破坏形态,测得BFRP筋的抗拉强度、拉伸弹性模量以及拉伸应力-应变曲线。试验结果表明:BFRP筋拉伸破坏形态有两种,分别是“炸裂式”以及“不完全劈裂式”破坏;BFRP筋拉伸应力-应变曲线呈线性,BFRP筋破坏无征兆,是一种脆性材料;直径的变化对抗拉强度的影响没有明显的规律,BFRP筋的抗拉强度应该是多因素作用的结果;BFRP筋抗拉强度远高于钢筋,但是其拉伸弹性模量很低,实际应用中需考虑BFRP筋强度利用率、结构变形和裂缝问题。2、BFRP筋压缩性能试验研究。研究直径和长细比变化对BFRP筋抗压性能的影响,观察破坏形态,测得BFRP筋的抗压强度、抗压弹性模量以及压缩应力应变曲线。试验结果表明:BFRP筋共出现4种压缩破坏形态,即剪切破坏、劈裂破坏、压碎破坏和屈曲破坏;试验的BFRP筋极限抗压强度约为极限抗拉强度的55%左右;试验测得的BFRP筋压缩弹性模量在44.5~51.8 MPa之间,同BFRP筋的拉伸弹性模量(45.07~49.34MPa)接近;BFRP筋的抗压强度和极限压应变随着长细比的增大呈现降低趋势,但长细比对弹性模量并无影响;长细比一定时,BFRP筋抗压强度随着直径的增大而逐渐减小,极限压应变也随直径增大而减小;不同长细比下BFRP筋压缩弹性模量随直径的变化没有明显的规律可循。3、BFRP筋混凝土柱偏心受压试验研究。试验通过7根BFRP筋混凝土偏心受压柱力学性能试验,分析破坏形态,测量柱中截面的应变分布、柱中侧向挠度、BFRP纵筋及混凝土的应变,研究混凝土强度、纵筋配筋率、偏心距对BFRP筋混凝土偏心受压柱的开裂荷载、极限荷载、侧向变形、裂缝宽度等的影响。试验结果表明:BFRP筋混凝土偏压柱的破坏特征均为混凝土压碎破坏;正截面应变满足平截面假定;构件的极限承载力随着偏心距的增大而减小,随着单侧配筋率的增大而有所增大;混凝土强度的提高可以显著提高构件的极限承载力。当荷载一定时,偏心距越大,构件的侧向变形越大;配筋率越小,构件的侧向变形越大;混凝土强度越大,构件的侧向变形越小;偏心距、配筋率以及混凝土强度同样对混凝土应变以及BFRP纵筋强度利用率有着显著影响。4、结合钢筋混凝土偏心受压柱承载力的理论计算方法与已有的研究成果,基于平衡方程以及平截面假定中的变形协调,结合已有的研究,提出了BFRP筋混凝土偏心受压短柱的承载力计算方法,在计算中考虑了受压侧BFRP筋的抗压作用,理论公式的计算结果同试验结果相比误差较小。
[Abstract]:In this paper , the tensile properties of BFRP bars are studied . The tensile strength , tensile modulus and tensile stress - strain curves of BFRP bars are studied . The results show that the tensile properties of BFRP bars are much higher than that of steel bars . The results show that the tensile strength , tensile modulus and tensile stress - strain curves of BFRP bars have been studied . The compressive strength and ultimate compressive strain of BFRP bars decrease with the increase of the diameter and the ultimate compressive strain decreases with the increase of the diameter .
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU37
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本文编号：1926035
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