FRP套管RC組合梁受彎性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FiberReinforcedPolymer，F(xiàn)RP)因其強(qiáng)度高、重量輕、彈模大、材料的可設(shè)計(jì)性好、成型方便和優(yōu)異的耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)而開始受到土木工程領(lǐng)域的日益關(guān)注，近些年廣泛的用于解決城市基礎(chǔ)設(shè)施中存在的鋼筋銹蝕的問題。但在價(jià)格方面FRP材料與傳統(tǒng)建筑材料相比要貴很多，如果結(jié)構(gòu)完全采用FRP材料將缺乏市場競爭力，且會(huì)存在延性方面的不足。為了充分發(fā)揮FRP受拉強(qiáng)度高和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)以解決鋼筋銹蝕的問題，同時(shí)充分利用混凝土高

2、受壓強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)RP-混凝土結(jié)構(gòu)被公認(rèn)為是一種有效的截面組合形式。
　　基于以上思想，本文提出了一種力學(xué)性能良好而且具有很好耐久性能的FRP和鋼筋混凝土組合的FRP套管RC組合梁，通過試驗(yàn)對(duì)其受彎性能進(jìn)行了深入的研究，主要研究的內(nèi)容如下:
　　首先，本文通過試驗(yàn)對(duì)FRP套管RC組合梁所用到的各種組成材料的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，主要包括有CFRP和GFRP材料的單向拉伸力學(xué)性能、鋼筋的拉伸性能以及混凝土的抗壓性能，為FRP套管

3、RC組合梁設(shè)計(jì)和抗彎性能的分析提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文對(duì)混雜FRP的混雜效應(yīng)進(jìn)行了理論分析，對(duì)CFRP和GFRP按混合律進(jìn)行混雜設(shè)計(jì)，確定了1C2G和1C3G兩種混合比例;采用非線性分析方法對(duì)FRP套管RC組合梁受彎性能進(jìn)行全過程的分析，包括彎矩-曲率關(guān)系分析以及荷載-位移曲線分析;對(duì)FRP套管RC組合梁3種不同的破壞模式進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，并推導(dǎo)出相應(yīng)破壞模式下對(duì)應(yīng)的極限承載力計(jì)算方法。
　　最后，本文完成了1根普

4、通鋼筋混凝土對(duì)比梁以及4根FRP套管RC組合梁抗彎性能試驗(yàn)的研究。試驗(yàn)結(jié)果表明采用粘石子的的界面處理方法的FRP套管RC組合梁并沒有因?yàn)镕RP與混凝土之間發(fā)生剝離而產(chǎn)生破壞，這種界面處理方法能夠有效的保證FRP與鋼筋混凝土梁很好的協(xié)調(diào)工作。和普通鋼筋混凝土對(duì)比梁相比，增加混雜FRP作為增強(qiáng)材料的FRP套管RC組合梁的開裂荷載以及極限荷載都得到了很大的提高，其中極限荷載的提高比例是最明顯的;通過前面第三章中對(duì)FRP套管RC組合梁破壞模式及

5、承載力分析，可以計(jì)算出FRP套管RC組合梁B1、B3抗彎承載力理論值和試驗(yàn)實(shí)測(cè)值相差的比例分別為17.2％和10.1％，誤差在可控范圍內(nèi)，表明第三章中對(duì)FRP套管RC組合梁破壞模式及承載力分析與實(shí)際情況相符合。通過FRP套管RC組合梁B1和B2以及B3和B4延性系數(shù)的對(duì)比可知，通過在FRP套管RC組合梁純彎段受壓區(qū)加螺旋箍筋對(duì)受壓區(qū)形成局部約束可以延緩FRP套管RC組合梁的破壞，可以在保持FRP套管RC組合梁承載力基本不變的情況下推遲其