【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(xué)位年度】2009　　【摘要】　　玄武巖纖維在耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性、絕緣性等許多技術(shù)指標(biāo)方面優(yōu)于其他纖維。連續(xù)性玄武巖纖維應(yīng)用領(lǐng)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(fù)合材料（BFRP）是一種新型復(fù)合材料中的增強材料，它將為復(fù)合材料的發(fā)展開創(chuàng)新的領(lǐng)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(fù)合材料的應(yīng)用前景。目前，關(guān)于FRP筋以及相關(guān)結(jié)構(gòu)的研究已逐步成為了土木工程界的熱點，并且這種新的結(jié)構(gòu)類型已在一些特殊工程中得到應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的特殊使用要求。由于FRP筋的彈性模量低和線彈性的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，導(dǎo)致FRP筋混凝土構(gòu)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(lǐng)域中的推廣和應(yīng)用在一定程度上受到限制?；旌吓浣罨炷晾昧虽摻钛有院靡约癇FRP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(gòu)件耐久性問題和FRP筋混凝土構(gòu)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(jié)滑移試驗，并與鋼筋與混凝土粘結(jié)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(jié)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(xué)、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(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。根據(jù)上述試驗研究和理論分析，結(jié)臺實際工程，在某社區(qū)服務(wù)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(jié)構(gòu)，現(xiàn)工程施工已完成，并順利通過驗收，運轉(zhuǎn)情況良好?！　」?8頁

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