论文部分内容阅读
纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)筋具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,采用FRP筋作为混凝土结构的增强材料可有效解决侵蚀环境中混凝土结构因钢筋锈蚀而导致的耐久性问题。但另一方面,由于FRP筋的弹性模量较低、抗剪强度较差,且与混凝土间黏结性能较差,FRP筋混凝土梁在应用中存在裂缝宽度过大的问题,配筋往往由正常使用极限状态控制而使得FRP筋配筋较多,经济成本较高。为改善FRP筋混凝土梁裂缝过宽的问题,本文提出一种将FRP筋穿入金属波纹管并灌注水泥基高强灌浆料的构造措施,外部波纹管只起体系成型和增强黏结力传递的作用,内部高强水泥基灌浆料与FRP筋的黏结性能较好,共同参与受拉,可起到减小FRP筋混凝土梁裂缝宽度的作用。为验证上述构造措施的可行性,本文对配置拉挤FRP筋以及新型构造措施FRP筋的混凝土梁的受弯性能开展了系统研究,具体研究内容如下:(1)进行了9根FRP筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁的受弯试验,以FRP筋种类、配筋率、是否采用新型构造措施为试验工况,研究了各试验梁的受弯承载力、破坏模式、变形能力,重点考察了正常使用极限状态下试验梁的挠度、裂缝分布、平均裂缝间距以及平均裂缝宽度的发展规律。(2)采用有限条带法编制了FRP筋混凝土梁的弯矩-曲率分析程序,计算结果与试验结果整体吻合较好,验证了分析的正确性;开展参数分析,考察了混凝土轴心抗压强度、底部受拉FRP纵筋种类与配筋率、侧向构造筋配筋率等参数对FRP筋混凝土梁受弯性能的影响规律。(3)基于模拟分析结果,建立了通过混凝土轴心抗压强度和FRP筋配筋率预测FRP筋混凝土梁可承受使用荷载的计算公式。