GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土抗沖擊性能試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Plastics/Polymers，簡(jiǎn)稱FRP），因其高比強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性等優(yōu)勢(shì)成為土木工程界炙手可熱的新型材料，因其施工便捷，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于城市基礎(chǔ)設(shè)施以及橋梁等結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)、加固，并寄望應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震及結(jié)構(gòu)抗爆、抗沖擊領(lǐng)域，然而，F(xiàn)RP約束混凝土在爆炸及沖擊荷載作用下的性能研究目前還處在初級(jí)階段，面對(duì)頻頻發(fā)生的因爆炸、沖擊致使結(jié)構(gòu)失效的事件，針對(duì)FRP約束混凝土抗沖擊

2、性能的研究變得十分必要。
　　FRP是一種線彈性材料，破壞呈脆性，這對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震及抗沖擊都十分不利，玻璃纖維管-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，由螺旋箍筋（Steel Spiral reinforcement，簡(jiǎn)稱SR）約束混凝土及其外部玻璃纖維（Glass Fiber Reinforced Plastics/Polymers，簡(jiǎn)稱GFRP）管組成，這是一種很有發(fā)展前景的復(fù)合材料，其優(yōu)點(diǎn)包括：可在提高 GFRP套管結(jié)構(gòu)塑性性

3、能的同時(shí)提高 SR的抗腐蝕能力，預(yù)制的GFRP套管既可為核心混凝土提供約束也可作為澆筑混凝土的模板，同時(shí)也保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受到外部惡劣環(huán)境影響。
　　本文在前人所做關(guān)于FRP-橫向鋼筋復(fù)合約束混凝土在靜載、沖擊荷載作用下的力學(xué)性能研究及FRP約束混凝土、鋼筋混凝土基本力學(xué)性能基礎(chǔ)上，采用壓力機(jī)和湖南大學(xué)高性能落錘試驗(yàn)機(jī)分別對(duì)GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土的靜載和沖擊力學(xué)性能做了試驗(yàn)研究，同時(shí)采用理論計(jì)算對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了模擬分析。本文主

4、要研究工作包括以下幾部分：
　?。?）GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土在靜力作用下的試驗(yàn)研究。利用10,000 KN剛性壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)12個(gè)不同GFRP層數(shù)、不同螺旋箍筋體積配筋率的GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土圓柱試件進(jìn)行軸壓試驗(yàn)，得到其在軸向靜力作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，探究三種材料的協(xié)同工作特點(diǎn)，分析試驗(yàn)變量對(duì)復(fù)合約束混凝土受力性能的影響。
　?。?）提出GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土在軸向靜載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變模型，

5、并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析模型的適用性及試驗(yàn)不足之處。基于18個(gè)混凝土強(qiáng)度為C30的GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土試件靜載試驗(yàn)結(jié)果，提出其應(yīng)力-應(yīng)變理論模型，并將模型模擬結(jié)果與12個(gè)混凝土強(qiáng)度為C40的GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土試件靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析模型的適用性，同時(shí)討論試驗(yàn)的不足之處。
　?。?） GFRP-螺旋箍筋復(fù)合約束混凝土在沖擊荷載作用下的試驗(yàn)研究。采用落錘試驗(yàn)機(jī)對(duì)24個(gè) GFRP-螺旋箍筋復(fù)合