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FRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究

作　者: 贺红卫
导　师: 赵军
学　校: 郑州大学
专　业: 结构工程
关键词: FRP箍筋 受剪承载力 桁架模型 耐久性
分类号: TU377
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


钢筋混凝土结构是土木工程领域中主要的结构形式,但是混凝土结构中钢筋的腐蚀造成的结构耐久性的降低和结构失去使用功能日益成为严重的问题,用纤维增强聚合物(FRP)筋替代钢筋用于工程结构中是一个有效的解决方法。FRP筋具有质量轻、强度高和耐腐性强的优点,已成为土木工程领域一种新型的结构材料,能够很好的解决钢筋混凝土结构中日益严重的钢筋腐蚀问题。大量的混凝土结构腐蚀的现象表明,结构的腐蚀最容易发生在角部,为了能够提高其耐久性,可以采用FRP箍筋代替钢筋,这样FRP箍筋可以把纵筋包围在角的四周,和混凝土一起保护纵筋。但是FRP筋材料不同于普通钢筋,具有明显的脆性,其应力应变为线弹性关系,没有普通钢筋那样的屈服平台,且弹性模量低,构件的破坏带有一定的脆性,用这种材料直接作为组合构件或结构的配筋,其极限状态、设计方法和可靠度问题以及设计指标都需重新考虑,针对其力学性能应采用合理的理论。从这个出发点,本文进行了FRP筋混凝土梁的受剪性能试验研究。本文的主要工作是研究GFRP箍筋混凝土梁的抗剪性能,通过6根集中荷载作用下FRP箍筋混凝土矩形截面简支梁的试验研究,分析了GFRP箍筋混凝土梁在集中荷载作用下的变形性能、斜裂缝的发展情况、箍筋的应变变化特点及破坏形态,研究GFRP箍筋混凝土梁斜截面受力特点。重点研究了剪跨比和配箍率对试验梁的变形性能、破坏形态和斜裂缝开展特点的影响。通过对试验数据的分析,采用我国规范中钢筋混凝土梁斜截面承载力设计中采用的桁架模型,对我国的梁受剪承载力公式进行修正,提出与规范相衔接的FRP筋混凝土梁的受剪承载力公式。为以后FRP筋受剪计算相关规范的建立提供了一定的参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-16
  1.1 本文研究的工程背景及意义  9-10
  1.2 FRP复合材料在土木工程中的应用  10-12
    1.2.1 FRP加固结构的研究和工程应用  10-11
    1.2.2 FRP增强材料在结构中的应用  11-12
  1.3 FRP筋混凝土结构的国内外研究现状  12-13
    1.3.1 国外研究现状  12
    1.3.2 国内研究现状  12-13
  1.4 FRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究课题的提出  13-14
  1.5 本文的主要研究内容  14-16
2 FRP材料性能综述  16-21
  2.1 FRP筋的产品类型和组成  16
  2.2 FRP筋的性质  16-17
  2.3 FRP筋的基本力学性能  17-21
    2.3.1 FRP筋的抗拉强度  17-18
    2.3.2 FRP筋的抗压强度  18
    2.3.3 FRP筋的徐变性能  18
    2.3.4 FRP筋的耐久性  18-19
    2.3.5 FRP筋的粘结锚固性能  19-21
3 FRP筋混凝土梁受剪承载力试验研究  21-37
  3.1 试验目的  21
  3.2 试验方案  21-37
    3.2.1 原材料  21
    3.2.2 试件设计  21-23
    3.2.3 试件测点布置  23-26
    3.2.4 试验装置及设备  26-27
    3.2.5 试验加载及量测  27-29
      3.2.5.1 试验加载制度  27-28
      3.2.5.2 试验数据量测  28-29
    3.2.6 GFRP筋材性试验  29-30
    3.2.7 试验现象  30-37
4 试验结果分析  37-58
  4.1 混凝土梁的变形性能  37-39
  4.2 纵筋应力的变化规律  39-42
  4.3 箍筋的应变变化规律  42-45
  4.4 混凝土梁斜裂缝的发展规律  45-47
  4.5 梁破坏特征和受剪承载力  47-50
  4.6 FRP箍筋混凝土梁受剪承载力的计算  50-58
    4.6.1 FRP箍筋混凝土梁的抗剪机理  50
    4.6.2 各国规范中梁受剪承载力计算公式的比较  50-54
    4.6.3 各国规范所考虑的因素比较  54-55
    4.6.4 FRP箍筋混凝土梁受剪承载力计算公式的提出  55-58
5 结论与展望  58-60
  5.1 结论  58-59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 特种混凝土结构
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