發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 02:39

【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的銹蝕問題促進(jìn)了對(duì)FRP及FRP混凝土結(jié)構(gòu)的研究,但FRP筋混凝土梁的破壞表現(xiàn)為脆性破壞,延性較差。鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋(SFCB)作為一種以鋼筋為內(nèi)芯外包縱向纖維的新型增強(qiáng)復(fù)合材料,具有強(qiáng)度高、延性好、彈性模量較高、穩(wěn)定的二次剛度及優(yōu)異的耐腐蝕性能等特點(diǎn),可以代替普通鋼筋配置到混凝土梁中,形成強(qiáng)度高、延性好、耐久性好的鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋(SFCB)增強(qiáng)混凝土梁。本文從以下四個(gè)方面展開研究,研究成果將對(duì)SFCB及SFCB增強(qiáng)混凝土梁的推廣應(yīng)用提供參考和依據(jù),具有重要的理論意義及實(shí)用價(jià)值。(1)通過對(duì)三種SFCB進(jìn)行單調(diào)拉伸試驗(yàn),測(cè)得了其屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度,試驗(yàn)結(jié)果表明,SFCB在內(nèi)芯鋼筋屈服后外包纖維繼續(xù)承受拉力,具有穩(wěn)定的二次剛度;等直徑SFCB外包纖維相同時(shí),內(nèi)芯鋼筋直徑越大,初始剛度越高,屈服荷載越大,但纖維拉斷時(shí)所對(duì)應(yīng)的極限荷載越小;等直徑SFCB內(nèi)芯鋼筋直徑相同時(shí),外包玄武巖纖維的SFCB的極限荷載比外包玻璃纖維的SFCB要高。(2)本文通過對(duì)1根鋼筋混凝土梁、4根SFCB增強(qiáng)混凝土梁、1根BFRP筋混凝土梁以及2根BFRP筋和鋼筋混合配筋混凝土梁進(jìn)行靜力受彎性能試驗(yàn),研究了不同纖維類型、配筋率、外包纖維截面面積與鋼筋截面面積比Af/As對(duì)SFCB增強(qiáng)混凝土梁的承載能力、破壞形態(tài)、裂縫及撓度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,SFCB混凝土梁從開始加載到最終破壞,實(shí)測(cè)的混凝土沿截面高度的平均應(yīng)變基本符合平截面假定,且混凝土能與SFCB協(xié)調(diào)變形,并能共同工作;在SFCB種類一致的情況下,增大復(fù)合筋的配筋率可以有效提高SFCB混凝土梁的屈服荷載和極限荷載,提高構(gòu)件抵抗變形的能力,顯著提高試件抵抗裂縫開展能力,減小短期荷載下的最大裂縫寬度,縮短平均裂縫間距,提高試件的延性;在內(nèi)芯鋼筋直徑相同的情況下,包覆玻璃纖維的復(fù)合筋S6G24比包覆玄武巖纖維的復(fù)合筋S6B20更能抵抗受彎變形:當(dāng)SFCB外包縱向纖維種類相同時(shí)Af/As越小,試件的屈服荷載越大,荷載所對(duì)應(yīng)的撓度值也越小,說(shuō)明適當(dāng)減小Af/As的值可以增強(qiáng)試件抵抗變形的能力;配筋率相同的SFCB混凝土梁,SFCB內(nèi)芯鋼筋直徑越大,試件抵抗變形的能力越強(qiáng),試件抵抗裂縫開展的能力越強(qiáng)。(3)基于材料的本構(gòu)模型和平截面假定,定義了 SFCB增強(qiáng)混凝土梁受彎破壞的三種形態(tài),即適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞,給出了兩個(gè)平衡配筋率;推導(dǎo)了 SFCB增強(qiáng)混凝土梁開裂荷載、屈服荷載和極限荷載的計(jì)算公式,給出了短期荷載下SFCB增強(qiáng)混凝土梁的剛度和最大裂縫寬度的計(jì)算公式,將理論公式計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了理論分析的合理性。(4)基于混凝土和SFCB本構(gòu)關(guān)系,建立SFCB增強(qiáng)混凝土梁的ABAQUS有限元模型,將模擬出的SFCB增強(qiáng)混凝土梁的荷載-撓度曲線、屈服荷載和極限荷載與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了模型和參數(shù)設(shè)置的正確性;并進(jìn)一步分析外包縱向纖維類型、混凝土強(qiáng)度、混凝土保護(hù)層厚度以及SFCB內(nèi)芯鋼筋等級(jí)對(duì)SFCB增強(qiáng)混凝土梁受彎性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU37
【圖文】：

筋為玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋，即ＢＦＲＰ筋，直徑１２邋ｍｍ：箍筋采用ＨＲＢ４００級(jí)鋼筋，逡逑直徑８邋ｍｍ：架立筋采用直徑１２邋ｍｍ的ＨＲＢ４００級(jí)鋼筋。本批構(gòu)件所用的ＳＦＣＢ和ＢＦＲＰ逡逑筋的截面如圖２．１所示。逡逑邐表２．〗ＳＦＣＢ型號(hào)及其組成材料邐逡逑復(fù)合筋型號(hào)邐內(nèi)芯鋼筋邐外包纖維類型逡逑Ｓ６Ｂ２０邐＃６邐ＢＦＲＰ逡逑Ｓ８Ｂ３０邐曲８邐ＢＦＲＰ逡逑Ｓ６Ｇ２４邐N滃危跺危牽疲遙繡義希攏疲遙繡褰鑠危櫻叮攏玻板危櫻福攏常板危櫻叮牽玻村義賢跡玻�９P匝樗�用筋材伭x希玻�１．２材性试验辶x希ǎ保┗炷�外徚x匣炷�土势r故鑰槊子貿(mào)嘰縹�１�擔(dān)板澹恚恚��歟擔(dān)板澹恚恚��歟擔(dān)板澹恚淼牧⒎教迨鑰�，试验机企t族義嫌茫伲牛�２００续r貉故窖沽κ匝榛�，所拆}鑰橛肓和�批浇筑，同批养护。暗A(chǔ)痘炷�土强度辶x霞煅櫧藍(lán)ū曜肌返墓娑ǎ�测禌]炷�土立方体抗压强独@驕�謸�(dān)�ｅｕ．ｍ�劍矗常�８５邋ＭＰａ，立方体抗辶x涎骨慷缺曜賈擔(dān)�ｅｕ，ｋ�劍矗常�１８邋ＭＰａ，换算掉[嶁目寡骨慷缺曜賈擔(dān)�ｅｋ�劍玻福�８８邋ＭＰａ，謲饽抗拉强辶x隙缺曜賈抵��劍玻�ＡP村澹停校幔�弹虚啠量二３３．２９邋�牽校��；炷�土立方体疏�槭苧谷繽跡玻�２所时Mｅ義

本文編號(hào)：2765197