BFRP筋增強(qiáng)混凝土偏心受壓短柱力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是致使混凝土結(jié)構(gòu)耐久性變差的主導(dǎo)因素，而采用纖維增強(qiáng)塑料（Fiber Reinforced Plastic，簡(jiǎn)稱(chēng)為FRP）筋代替鋼筋是避免混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕問(wèn)題的有效方法，其中玄武巖纖維增強(qiáng)塑料（BFRP）筋輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色環(huán)保、耐久性好、生產(chǎn)成本低，極具研究?jī)r(jià)值。
　　目前，關(guān)于BFRP筋的拉伸性能研究、BFRP筋與混凝土間的粘結(jié)性能以及BFRP筋應(yīng)用于受彎構(gòu)件中的研究已經(jīng)比較完善，但是針對(duì)BFRP筋受壓性能方面的研究及

2、其在壓彎構(gòu)件中應(yīng)用的研究相對(duì)薄弱。鑒于此，為了促進(jìn)這一新型復(fù)合材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)越的力學(xué)性能，本文進(jìn)行了BFRP筋拉伸性能、壓縮性能試驗(yàn)以及BFRP筋混凝土偏心受壓柱力學(xué)性能試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了BFRP筋混凝土柱設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究。論文的主要的研究?jī)?nèi)容與成果包括以下幾部分：
　　1、BFRP筋拉伸性能試驗(yàn)研究。研究直徑變化對(duì)BFRP筋拉伸性能的影響，觀察破壞形態(tài)，測(cè)得BFRP筋的抗拉強(qiáng)度、拉伸彈性模量以及拉伸

3、應(yīng)力-應(yīng)變曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明：BFRP筋拉伸破壞形態(tài)有兩種，分別是“炸裂式”以及“不完全劈裂式”破壞；BFRP筋拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈線性，BFRP筋破壞無(wú)征兆，是一種脆性材料；直徑的變化對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律，BFRP筋的抗拉強(qiáng)度應(yīng)該是多因素作用的結(jié)果；BFRP筋抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)高于鋼筋，但是其拉伸彈性模量很低，實(shí)際應(yīng)用中需考慮BFRP筋強(qiáng)度利用率、結(jié)構(gòu)變形和裂縫問(wèn)題。
　　2、BFRP筋壓縮性能試驗(yàn)研究。研究直徑和長(zhǎng)細(xì)比變化對(duì)

4、BFRP筋抗壓性能的影響，觀察破壞形態(tài)，測(cè)得BFRP筋的抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量以及壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明：BFRP筋共出現(xiàn)4種壓縮破壞形態(tài)，即剪切破壞、劈裂破壞、壓碎破壞和屈曲破壞；試驗(yàn)的BFRP筋極限抗壓強(qiáng)度約為極限抗拉強(qiáng)度的55％左右；試驗(yàn)測(cè)得的BFRP筋壓縮彈性模量在44.5～51.8 MPa之間，同BFRP筋的拉伸彈性模量（45.07～49.34MPa）接近；BFRP筋的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變隨著長(zhǎng)細(xì)比的增大呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，

5、但長(zhǎng)細(xì)比對(duì)彈性模量并無(wú)影響；長(zhǎng)細(xì)比一定時(shí)，BFRP筋抗壓強(qiáng)度隨著直徑的增大而逐漸減小，極限壓應(yīng)變也隨直徑增大而減??；不同長(zhǎng)細(xì)比下BFRP筋壓縮彈性模量隨直徑的變化沒(méi)有明顯的規(guī)律可循。
　　3、BFRP筋混凝土柱偏心受壓試驗(yàn)研究。試驗(yàn)通過(guò)7根BFRP筋混凝土偏心受壓柱力學(xué)性能試驗(yàn)，分析破壞形態(tài)，測(cè)量柱中截面的應(yīng)變分布、柱中側(cè)向撓度、BFRP縱筋及混凝土的應(yīng)變，研究混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率、偏心距對(duì)BFRP筋混凝土偏心受壓柱的開(kāi)裂荷載、

6、極限荷載、側(cè)向變形、裂縫寬度等的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：BFRP筋混凝土偏壓柱的破壞特征均為混凝土壓碎破壞；正截面應(yīng)變滿(mǎn)足平截面假定；構(gòu)件的極限承載力隨著偏心距的增大而減小，隨著單側(cè)配筋率的增大而有所增大；混凝土強(qiáng)度的提高可以顯著提高構(gòu)件的極限承載力。當(dāng)荷載一定時(shí)，偏心距越大，構(gòu)件的側(cè)向變形越大；配筋率越小，構(gòu)件的側(cè)向變形越大；混凝土強(qiáng)度越大，構(gòu)件的側(cè)向變形越?。黄木?、配筋率以及混凝土強(qiáng)度同樣對(duì)混凝土應(yīng)變以及BFRP縱筋強(qiáng)度利用率有著顯著