钢—连续碳纤维复合筋（SCFRP）与混凝土粘结性能的试验研究
发布时间：2021-03-07 16:14
在海洋工程建设中,大量氯离子以及温热海洋环境的影响,加快了钢筋的腐蚀速度,导致传统钢筋混凝土界面的早期退化,降低结构的承载力,严重影响钢筋混凝土结构的使用寿命。为提高钢筋的抗腐蚀性能,采用具有耐腐蚀、抗拉强度高等特点的非金属材料-纤维增强聚合物（FRP）代替钢筋,能有效解决钢筋锈蚀引起的工程失效问题。然而,由于FRP筋为线弹性材料,具有弹性模量低,延展性差、价格贵等缺点,导致FRP-混凝土构件在结构失效时无法提供预警,严重限制了其在施工中的应用。现有研究表明,具有明显二次刚度的新型材料—钢-碳连续纤维复合筋（SCFRP）能够有效的地解决钢筋锈蚀导致的耐久性问题和FRP筋低弹性模量引起的脆性破坏问题。然而与钢筋和FRP筋相同,SCFRP与混凝土间良好的粘结性能是保证SCFRP混凝土结构能够进行协同工作的前提。因此,SCFRP混凝土粘结性能研究是当前急需解决的重要课题。为了解在单调荷载作用下和重复荷载作用下SCFRP与混凝土间的粘结性能,综合考虑粘结长度、筋材种类和混凝土强度等因素,开展了48个中心拉拔试件的试验研究,并分析了试件的破坏形态、破坏机理、受力过程、粘结滑移曲线以及SCFRP应...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Edwards粘结-滑移曲线[46][47]
桂林理工大学硕士学位论文7图1.1Edwards粘结-滑移曲线[46][47]图1.2Rehm粘结-滑移曲线[48]Rehm和Eligehausen（1979）[48]为了解钢筋直径、混凝土强度和应力幅等因素对钢筋混凝土粘结性能的影响，制作了308个中心拉拔粘结试件进行试验研究，分析了试件的粘结-滑移基本关系等。研究结果表明：当粘结长度为合理范围值时，在重复荷载作用下应力水平小于0.5的粘结试件一般不会发生疲劳破坏。当重复加载未导致试件发生疲劳破坏时，再次进行单向加载，试件粘结-滑移曲线的斜率增大，出现该现象主要是因为重复荷载作用后，肋前混凝土被挤压得更为密实。而对于重复加载造成试件出现残余滑移，加载次数和应力水平是影响残余滑移增长规律的主要因素，如图1.2所示。Balazs和Koch（1992-1993）[49][50]通过钢筋混凝土粘结疲劳性能试验研究发现：将重复荷载作用下钢筋混凝土发生拔出破坏的粘结-滑移曲线可分为三个发展阶段。在初始阶段，随着加载次数的增大，总滑移值逐渐增长且增长速率逐渐减小；在中间阶段，总滑移值逐渐保持稳定，界面间未出现明显滑移；在结尾阶段，当总滑移值超过单调荷载作用中极限粘结强度对应的滑移量时，总滑移值迅速增大直至试件发生拔出破坏，如图1.3所示。因此，Balazs提出可将静载时极限粘结强度对应的滑移量作为判断粘结疲劳破坏失效的准则。Balazs和Koch对于总滑移值的增长速率进行了深入的定量化研究，并对试验数据进行拟合，结果表明总滑移值与加载次数的对数基本呈线性关系，但随着荷载的增大，其斜率呈现明显增大的趋势。图1.3Balazs提出的重复荷载作用下残余滑移增长规律[49]图1.4蒋德稳粘结-滑移曲线[51]蒋德稳（2010）[51]通过24个中心拉拔试件对单调加载和重复加载时钢筋混凝土结
桂林理工大学硕士学位论文7图1.1Edwards粘结-滑移曲线[46][47]图1.2Rehm粘结-滑移曲线[48]Rehm和Eligehausen（1979）[48]为了解钢筋直径、混凝土强度和应力幅等因素对钢筋混凝土粘结性能的影响，制作了308个中心拉拔粘结试件进行试验研究，分析了试件的粘结-滑移基本关系等。研究结果表明：当粘结长度为合理范围值时，在重复荷载作用下应力水平小于0.5的粘结试件一般不会发生疲劳破坏。当重复加载未导致试件发生疲劳破坏时，再次进行单向加载，试件粘结-滑移曲线的斜率增大，出现该现象主要是因为重复荷载作用后，肋前混凝土被挤压得更为密实。而对于重复加载造成试件出现残余滑移，加载次数和应力水平是影响残余滑移增长规律的主要因素，如图1.2所示。Balazs和Koch（1992-1993）[49][50]通过钢筋混凝土粘结疲劳性能试验研究发现：将重复荷载作用下钢筋混凝土发生拔出破坏的粘结-滑移曲线可分为三个发展阶段。在初始阶段，随着加载次数的增大，总滑移值逐渐增长且增长速率逐渐减小；在中间阶段，总滑移值逐渐保持稳定，界面间未出现明显滑移；在结尾阶段，当总滑移值超过单调荷载作用中极限粘结强度对应的滑移量时，总滑移值迅速增大直至试件发生拔出破坏，如图1.3所示。因此，Balazs提出可将静载时极限粘结强度对应的滑移量作为判断粘结疲劳破坏失效的准则。Balazs和Koch对于总滑移值的增长速率进行了深入的定量化研究，并对试验数据进行拟合，结果表明总滑移值与加载次数的对数基本呈线性关系，但随着荷载的增大，其斜率呈现明显增大的趋势。图1.3Balazs提出的重复荷载作用下残余滑移增长规律[49]图1.4蒋德稳粘结-滑移曲线[51]蒋德稳（2010）[51]通过24个中心拉拔试件对单调加载和重复加载时钢筋混凝土结
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述[J]. 李哲,金祖权,邵爽爽,徐翔波. 材料导报. 2018(23)
[2]FRP筋与混凝土粘结性能研究进展[J]. 张卫东,王振波,孙文彬. 玻璃钢/复合材料. 2015(09)
[3]钢-玄武岩纤维复合筋拉压力学性能试验研究[J]. 肖同亮,邱洪兴,孙兰香. 东南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]劈裂裂缝混凝土在海洋潮汐区的氯离子传输[J]. 金祖权,赵铁军,庄其昌,蒋金洋. 土木建筑与环境工程. 2012(02)
[5]FRP在土木工程结构加固应用中的研究进展[J]. 江学良,杨慧,孟茁超,毛妙. 科技导报. 2010(18)
[6]钢-连续纤维复合筋（SFCB）力学性能试验研究与理论分析[J]. 吴刚,罗云标,吴智深,胡显奇,张敏. 土木工程学报. 2010(03)
[7]锈蚀钢筋混凝土保护层锈胀开裂时间的预测模型[J]. 陆春华,赵羽习,金伟良. 建筑结构学报. 2010(02)
[8]GFRP/钢绞线复合筋与混凝土粘结滑移本构关系模型[J]. 郝庆多,王言磊,侯吉林,欧进萍. 工程力学. 2009(05)
[9]钢-连续纤维复合筋（SFCB）与混凝土粘结性能试验研究[J]. 孙泽阳,吴刚,吴智深,张敏,胡显奇. 工程抗震与加固改造. 2009(01)
[10]钢-连续纤维复合筋（SFCB）单向拉伸力学性能试验研究[J]. 吴刚,罗云标,吴智深,胡显奇,张敏. 工程抗震与加固改造. 2009(01)
博士论文
[1]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
[2]氯离子侵蚀的钢筋混凝土结构锈蚀损伤[D]. 王显利.大连理工大学 2008
[3]土木工程结构的性能监测系统与损伤识别方法研究[D]. 杨晓明.天津大学 2006
硕士论文
[1]钢-碳纤维复合筋与全珊瑚混凝土粘结性能的试验研究[D]. 章明明.桂林理工大学 2019
[2]FRP-钢复合筋拉伸力学性能、耐久性及其与混凝土粘结性能试验研究[D]. 潘俊.深圳大学 2017
本文编号：3069422
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Edwards粘结-滑移曲线[46][47]
桂林理工大学硕士学位论文7图1.1Edwards粘结-滑移曲线[46][47]图1.2Rehm粘结-滑移曲线[48]Rehm和Eligehausen（1979）[48]为了解钢筋直径、混凝土强度和应力幅等因素对钢筋混凝土粘结性能的影响，制作了308个中心拉拔粘结试件进行试验研究，分析了试件的粘结-滑移基本关系等。研究结果表明：当粘结长度为合理范围值时，在重复荷载作用下应力水平小于0.5的粘结试件一般不会发生疲劳破坏。当重复加载未导致试件发生疲劳破坏时，再次进行单向加载，试件粘结-滑移曲线的斜率增大，出现该现象主要是因为重复荷载作用后，肋前混凝土被挤压得更为密实。而对于重复加载造成试件出现残余滑移，加载次数和应力水平是影响残余滑移增长规律的主要因素，如图1.2所示。Balazs和Koch（1992-1993）[49][50]通过钢筋混凝土粘结疲劳性能试验研究发现：将重复荷载作用下钢筋混凝土发生拔出破坏的粘结-滑移曲线可分为三个发展阶段。在初始阶段，随着加载次数的增大，总滑移值逐渐增长且增长速率逐渐减小；在中间阶段，总滑移值逐渐保持稳定，界面间未出现明显滑移；在结尾阶段，当总滑移值超过单调荷载作用中极限粘结强度对应的滑移量时，总滑移值迅速增大直至试件发生拔出破坏，如图1.3所示。因此，Balazs提出可将静载时极限粘结强度对应的滑移量作为判断粘结疲劳破坏失效的准则。Balazs和Koch对于总滑移值的增长速率进行了深入的定量化研究，并对试验数据进行拟合，结果表明总滑移值与加载次数的对数基本呈线性关系，但随着荷载的增大，其斜率呈现明显增大的趋势。图1.3Balazs提出的重复荷载作用下残余滑移增长规律[49]图1.4蒋德稳粘结-滑移曲线[51]蒋德稳（2010）[51]通过24个中心拉拔试件对单调加载和重复加载时钢筋混凝土结
桂林理工大学硕士学位论文7图1.1Edwards粘结-滑移曲线[46][47]图1.2Rehm粘结-滑移曲线[48]Rehm和Eligehausen（1979）[48]为了解钢筋直径、混凝土强度和应力幅等因素对钢筋混凝土粘结性能的影响，制作了308个中心拉拔粘结试件进行试验研究，分析了试件的粘结-滑移基本关系等。研究结果表明：当粘结长度为合理范围值时，在重复荷载作用下应力水平小于0.5的粘结试件一般不会发生疲劳破坏。当重复加载未导致试件发生疲劳破坏时，再次进行单向加载，试件粘结-滑移曲线的斜率增大，出现该现象主要是因为重复荷载作用后，肋前混凝土被挤压得更为密实。而对于重复加载造成试件出现残余滑移，加载次数和应力水平是影响残余滑移增长规律的主要因素，如图1.2所示。Balazs和Koch（1992-1993）[49][50]通过钢筋混凝土粘结疲劳性能试验研究发现：将重复荷载作用下钢筋混凝土发生拔出破坏的粘结-滑移曲线可分为三个发展阶段。在初始阶段，随着加载次数的增大，总滑移值逐渐增长且增长速率逐渐减小；在中间阶段，总滑移值逐渐保持稳定，界面间未出现明显滑移；在结尾阶段，当总滑移值超过单调荷载作用中极限粘结强度对应的滑移量时，总滑移值迅速增大直至试件发生拔出破坏，如图1.3所示。因此，Balazs提出可将静载时极限粘结强度对应的滑移量作为判断粘结疲劳破坏失效的准则。Balazs和Koch对于总滑移值的增长速率进行了深入的定量化研究，并对试验数据进行拟合，结果表明总滑移值与加载次数的对数基本呈线性关系，但随着荷载的增大，其斜率呈现明显增大的趋势。图1.3Balazs提出的重复荷载作用下残余滑移增长规律[49]图1.4蒋德稳粘结-滑移曲线[51]蒋德稳（2010）[51]通过24个中心拉拔试件对单调加载和重复加载时钢筋混凝土结
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀机理及监测技术概述[J]. 李哲,金祖权,邵爽爽,徐翔波. 材料导报. 2018(23)
[2]FRP筋与混凝土粘结性能研究进展[J]. 张卫东,王振波,孙文彬. 玻璃钢/复合材料. 2015(09)
[3]钢-玄武岩纤维复合筋拉压力学性能试验研究[J]. 肖同亮,邱洪兴,孙兰香. 东南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]劈裂裂缝混凝土在海洋潮汐区的氯离子传输[J]. 金祖权,赵铁军,庄其昌,蒋金洋. 土木建筑与环境工程. 2012(02)
[5]FRP在土木工程结构加固应用中的研究进展[J]. 江学良,杨慧,孟茁超,毛妙. 科技导报. 2010(18)
[6]钢-连续纤维复合筋（SFCB）力学性能试验研究与理论分析[J]. 吴刚,罗云标,吴智深,胡显奇,张敏. 土木工程学报. 2010(03)
[7]锈蚀钢筋混凝土保护层锈胀开裂时间的预测模型[J]. 陆春华,赵羽习,金伟良. 建筑结构学报. 2010(02)
[8]GFRP/钢绞线复合筋与混凝土粘结滑移本构关系模型[J]. 郝庆多,王言磊,侯吉林,欧进萍. 工程力学. 2009(05)
[9]钢-连续纤维复合筋（SFCB）与混凝土粘结性能试验研究[J]. 孙泽阳,吴刚,吴智深,张敏,胡显奇. 工程抗震与加固改造. 2009(01)
[10]钢-连续纤维复合筋（SFCB）单向拉伸力学性能试验研究[J]. 吴刚,罗云标,吴智深,胡显奇,张敏. 工程抗震与加固改造. 2009(01)
博士论文
[1]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
[2]氯离子侵蚀的钢筋混凝土结构锈蚀损伤[D]. 王显利.大连理工大学 2008
[3]土木工程结构的性能监测系统与损伤识别方法研究[D]. 杨晓明.天津大学 2006
硕士论文
[1]钢-碳纤维复合筋与全珊瑚混凝土粘结性能的试验研究[D]. 章明明.桂林理工大学 2019
[2]FRP-钢复合筋拉伸力学性能、耐久性及其与混凝土粘结性能试验研究[D]. 潘俊.深圳大学 2017
本文编号：3069422
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