【硕士】FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土受弯试件的试验研究

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内容简介

　　【学位年度】2009　　【摘要】　　 玄武岩纤维在耐高温性、化学稳定性、耐腐蚀性、导热性、绝缘性等许多技术指标方面优于其他纤维。连续性玄武岩纤维应用领域十分广阔，可用于生产增强材料、制造纤维增强水泥和纤维增强材料；同时因为具有耐酸、耐碱、强度高、耐高温、耐低温、光滑、柔软、耐磨擦性强、电磁绝缘性好等特点，可彻底解决钢筋锈蚀、石棉材料的健康危害以及耐碱玻璃纤维价格昂贵的问题。连续性玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）是一种新型复合材料中的增强材料，它将为复合材料的发展开创新的领域。且玄武岩纤维与金属、塑料、无机非金属材料等材料有良好的兼容性，在某些方面将有取代碳纤维作为增强复合材料的应用前景。 目前，关于FRP筋以及相关结构的研究已逐步成为了土木工程界的热点，并且这种新的结构类型已在一些特殊工程中得到应用，诸如沿海和地铁工程等。纤维增强聚合物筋取代钢筋用于增强混凝土结构是解决钢筋锈蚀行之有效的方法，它不但可以解决由于钢筋腐蚀引起的混凝土耐久性问题。而且满足某些结构的特殊使用要求。 由于FRP筋的弹性模量低和线弹性的应力－应变关系，导致FRP筋混凝土构件的脆性破坏特征及使用状态下裂缝宽度和挠度相对较大，使它在土木工程领域中的推广和应用在一定程度上受到限制。混合配筋混凝土利用了钢筋延性好以及BFRP筋强度高、耐腐蚀的特点，将BFRP筋配置在混凝土易被腐蚀的边角区，很好的解决了钢筋混凝土构件耐久性问题和FRP筋混凝土构件脆性破坏的缺点，是一种较为理想的配筋形式。 本文进行了玄武岩BFRP筋的拉伸性能试验、与混凝土粘结滑移试验，并与钢筋与混凝土粘结滑移试验进行了相比。并根据混合配筋混凝土梁的特点，制作了不同BFRP筋、钢筋配筋面积比的混合配筋混凝土梁、并与BFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁抗弯试验进行了对比，测得试验过程中各试验梁的开裂弯矩、极限弯矩、裂缝间距、裂缝宽度、挠度。并且根据试验结果，借鉴钢筋混凝土理论对混合配筋混凝土梁在弯曲作用下的力学、使用性能进行了分析，提出了混合配筋混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、裂缝间距、裂缝宽度、刚度、挠度的计算公式，对BFRP筋和钢筋混合配筋混凝土梁的设计有一定的指导意义。 根据上述试验研究和理论分析，结台实际工程，在某社区服务中心污水处理工程中，采用了BFRP筋和钢筋混合配筋混凝土结构，现工程施工已完成，并顺利通过验收，运转情况良好。　　共48页

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