1054 浏览TRE复合BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能研究
摘要：为解决沿海和岛礁地区河砂资源短缺问题,发挥纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）筋优异的耐氯盐侵蚀性能,FRP筋和海水海砂混凝土的组合正引起广泛的关注。本文基于江苏省重点研究开发项目“TRC/ECC模板FRP筋海砂混凝土结构关键技术研究”研究了BFRP筋海水海砂混凝土构件的力学性能和采用纤维编织网增强ECC（Textile Reinforced ECC,简称TRE）替代受拉区混凝土保护层来提升梁的使用性能。主要试验内容和结论如下:（1）分析了直径、粘结长度、混凝土种类、筋材表面形式、种类和箍筋约束等参数对BFRP筋与海水海砂混凝土粘结性能的影响。结果显示,带肋BFRP筋的滑移曲线可分为微滑移阶段、滑移阶段、下降阶段和残余阶段。减小筋材直径和粘结长度,箍筋约束和筋材表面粘砂均有利于提高粘结性能;海水海砂对粘结性能基本无影响。基于能量方面对粘结性能的分析与试验结果吻合较好。（2）得到的粘结-滑移本构模型与试验粘结-滑移曲线具有较好的一致性。（3）分析了配筋率、截面高度、筋材直径和筋材类型对BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能的影响。结果显示,FRP筋海水海砂混凝土梁的承载力、裂缝宽度和挠度远大于钢筋梁。增大配筋率或截面高度可提高梁的抗弯刚度,从而提高承载力、减小筋材应变、挠度和裂缝宽度。轴向刚度相近的梁具有相似的受弯性能。直径较小的BFRP筋有利于减小裂缝宽度,但对承载力和挠度无显著影响。曲率限值0.005/d可满足梁在正常使用状态下的挠度和裂缝宽度要求。（4）基于GB50608-10和收集的试验数据,对短期荷载作用下FRP筋混凝土受弯构件的最大裂缝宽度计算公式进行了修正。提出了基于承载力极限状态和正常使用极限状态的BFRP筋双筋矩形截面海水海砂混凝土梁设计方法。（5）分析了复合层类型、纤维网层数和基体厚度对TRE复合梁受弯性能的影响。结果表明,随着基体厚度和纤维网层数的增加,复合梁的破坏模式由少筋破坏向平衡破坏过渡。复合层可适当提高梁的开裂荷载和承载力。TRE相比ECC和TRC复合层能更有效地延缓梁的刚度退化,改善梁在使用荷载下的挠度和裂缝宽度,使其满足规范要求。复合层有利于改善FRP筋海水海砂混凝土梁破坏时的脆性特征,梁TRE20-3的延性计算指标比对照梁提升了29.1%。（6）基于截面分析法提出了预测复合梁正截面受弯承载力的计算方法和最优配网率计算公式。试验数据和计算结果吻合良好。该论文有图90幅,表28个,参考文献150篇。
关键词：纤维编织网增强工程水泥基复合材料（TRE）;玄武岩纤维增强聚合物筋（BFRP筋）;海水海砂混凝土（SWSSC）;粘结性能;受弯性能;
摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 纤维增强聚合物(FRP)筋的简介
1.3 海水海砂混凝土基本性能
1.4 FRP筋与混凝土的粘结性能研究
1.5 FRP筋混凝土梁受弯性能研究
1.6 ECC/纤维编织网材料的简介
1.7 当前研究中有待解决的问题
1.8 研究内容及目标
2 试验方案设计
2.1 材料性能
2.2 BFRP筋与海水海砂混凝土粘结性能试验设计
2.3 BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能试验设计
2.4 TRE复合BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能试验设计
3 BFRP筋与海水海砂混凝土的粘结性能研究
3.1 引言
3.2 拉拔试验结果
3.3 试件破坏模式
3.4 粘结-滑移曲线
3.5 粘结强度分析
3.6 粘结-滑移曲线的能量分析
3.7 粘结-滑移本构模型
3.8 本章小结
4 BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能研究
4.1 引言
4.2 破坏形态
4.3 开裂弯矩和抗弯承载力
4.4 筋材和混凝土应变
4.5 跨中挠度分析
4.6 裂缝开展
4.7 延性评估
4.8 本章小结
5 短期荷载下FRP筋混凝土梁裂缝宽度公式修正
5.1 引言
5.2 基于GB50608-10的短期荷载下最大裂缝宽度公式的修正
5.3 修正公式适用性的验证
5.4 本章小结
6 BFRP筋海水海砂混凝土梁设计方法
6.1 引言
6.2 基于承载力极限状态的双筋截面设计方法
6.3 基于挠度和裂缝宽度的设计方法研究
6.4 本章小结
7 TRE复合BFRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能研究
7.1 引言
7.2 开裂形态和破坏模式
7.3 开裂弯矩和抗弯承载力
7.4 跨中挠度分析
7.5 裂缝宽度分析
7.6 复合梁使用性能评估
7.7 荷载-应变关系
7.8 延性评估
7.9 本章小结
8 TRE复合BFRP筋海水海砂混凝土梁承载力计算
8.1 引言
8.2 承载力计算
8.3 复合梁最优配网率分析
8.4 本章小结
9 总结和展望
9.1 总结
9.2 展望
参考文献
