GFRP-钢筋混杂配筋混凝土梁受力性能试验研究与理论分析

发布时间：2020-05-14 18:47

【摘要】：纤维增强复合筋(FRP筋)具备较高的抗拉强度、重量轻、耐腐蚀等优点,可以较好的解决钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,对提高结构的耐久性具有重要作用。由于FRP筋应力—应变关系是线弹性,且FRP筋的弹性模量较小,FRP筋混凝土梁相对于钢筋混凝土梁的挠度与裂缝宽度较大,影响其在工程中的广泛应用。采用GFRP筋代替钢筋混凝土梁中的部分钢筋形成GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁,可以较好的解决以上两个问题。本文针对GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁的受弯性能进行了理论分析和试验研究,设计了10根混凝土梁,其中有8根为GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁(其中3根为超筋梁和5根适筋梁)、1根钢筋混凝土梁、1根GFRP筋混凝土梁。本文工作内容主要如下:(1)GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁破坏形式分为3种:少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏,对混杂配筋梁3种破坏的破坏特征、开裂荷载、极限承载力、裂缝的发展情况、挠度等进行了总结分析。同时给出了梁的荷载—挠度曲线、荷载—钢筋应变曲线、荷载—GFRP筋应变曲线等,分析了GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁的承载力、挠度、裂缝宽度的影响因素。(2)对混杂配筋梁的三种破坏形式:少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏的界限条件进行了分析,给出了“等强度”与“等弹性模量”下的配筋率。对GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁受弯承载力和正常使用状态下裂缝宽度、裂缝平均间距和挠度计算方法进行了总结。提出了超筋梁的极限承载力计算方法、短期荷载下混杂配筋梁的弯曲刚度、以及GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁的裂缝宽度与平均裂缝间距相应计算方法。当等效名义配筋率不变时,增加FRP筋占比,可以明显的提高极限承载力,当FRP筋占比不变时增加配筋率,极限承载力的提升幅度很小,说明FRP筋对于极限承载力的提升有很多大的作用。(3)通过改进传统延性指标、改进能量延性指标以及J指标研究GFRP—钢筋混杂配筋混凝土梁的延性,分析对比了三种延性指标的优缺点,建议采用J指标作为混杂配筋梁的延性指标。该指标在矩形截面梁及T形截面梁分别大于等于4和6。随着FRP筋在总配筋率占比增加,J延性指标越来越小,且越来越来接近4。
【图文】：

塌落度,立方体试件

图 2-1 塌落度试验Fig 2-1 slump test对混凝立方体试件进行了轴心抗压试验，采用 YAR-200 微机控制电液伺服压力试验机，加载速率为 0.5-1.0N/mm2，试验装置及试验过程见下图。图 2-2 立方体试件轴心抗压强度试验Fig 2-2 Compression strength test of cube specimen

立方体试件,轴心抗压强度

吉林建筑大学工学硕士学位论文图 2-1 塌落度试验Fig 2-1 slump test对混凝立方体试件进行了轴心抗压试验，采用 YAR-200 微机控制电液伺服压力试验机，，加载速率为 0.5-1.0N/mm2，试验装置及试验过程见下图。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

【参考文献】