【碩士】FRP筋和鋼筋混合配筋增強混凝土受彎試件的試驗研究

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　　【學位年度】2009　　【摘要】　　玄武巖纖維在耐高溫性、化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、導熱性、絕緣性等許多技術指標方面優(yōu)于其他纖維。連續(xù)性玄武巖纖維應用領域十分廣闊，可用于生產(chǎn)增強材料、制造纖維增強水泥和纖維增強材料；同時因為具有耐酸、耐堿、強度高、耐高溫、耐低溫、光滑、柔軟、耐磨擦性強、電磁絕緣性好等特點，可徹底解決鋼筋銹蝕、石棉材料的健康危害以及耐堿玻璃纖維價格昂貴的問題。連續(xù)性玄武巖纖維增強復合材料（BFRP）是一種新型復合材料中的增強材料，它將為復合材料的發(fā)展開創(chuàng)新的領域。且玄武巖纖維與金屬、塑料、無機非金屬材料等材料有良好的兼容性，在某些方面將有取代碳纖維作為增強復合材料的應用前景。目前，關于FRP筋以及相關結構的研究已逐步成為了土木工程界的熱點，并且這種新的結構類型已在一些特殊工程中得到應用，諸如沿海和地鐵工程等。纖維增強聚合物筋取代鋼筋用于增強混凝土結構是解決鋼筋銹蝕行之有效的方法，它不但可以解決由于鋼筋腐蝕引起的混凝土耐久性問題。而且滿足某些結構的特殊使用要求。由于FRP筋的彈性模量低和線彈性的應力－應變關系，導致FRP筋混凝土構件的脆性破壞特征及使用狀態(tài)下裂縫寬度和撓度相對較大，使它在土木工程領域中的推廣和應用在一定程度上受到限制。混合配筋混凝土利用了鋼筋延性好以及BFRP筋強度高、耐腐蝕的特點，將BFRP筋配置在混凝土易被腐蝕的邊角區(qū)，很好的解決了鋼筋混凝土構件耐久性問題和FRP筋混凝土構件脆性破壞的缺點，是一種較為理想的配筋形式。本文進行了玄武巖BFRP筋的拉伸性能試驗、與混凝土粘結滑移試驗，并與鋼筋與混凝土粘結滑移試驗進行了相比。并根據(jù)混合配筋混凝土梁的特點，制作了不同BFRP筋、鋼筋配筋面積比的混合配筋混凝土梁、并與BFRP筋混凝土梁和鋼筋混凝土梁抗彎試驗進行了對比，測得試驗過程中各試驗梁的開裂彎矩、極限彎矩、裂縫間距、裂縫寬度、撓度。并且根據(jù)試驗結果，借鑒鋼筋混凝土理論對混合配筋混凝土梁在彎曲作用下的力學、使用性能進行了分析，提出了混合配筋混凝土梁的開裂彎矩、極限彎矩、裂縫間距、裂縫寬度、剛度、撓度的計算公式，對BFRP筋和鋼筋混合配筋混凝土梁的設計有一定的指導意義。根據(jù)上述試驗研究和理論分析，結臺實際工程，在某社區(qū)服務中心污水處理工程中，采用了BFRP筋和鋼筋混合配筋混凝土結構，現(xiàn)工程施工已完成，并順利通過驗收，運轉情況良好。　　共48頁

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