论文部分内容阅读
纤维塑料筋(FRP筋)是以连续纤维组成的复合材料。传统的钢筋混凝土结构由于钢筋易锈蚀的原因，其应用受到许多限制，而采用强度高、耐腐蚀性能好的FRP筋替代普通钢筋是一条有效的防腐途径。然而，由于FRP筋的弹性模量低、具有线弹性的应力—应变关系、横向抗剪强度低以及其与混凝土间的粘结性能有较大的区别等原因，使得FRP筋混凝土构件的结构性能与普通钢筋混凝土构件存在着较大的差异，用于钢筋混凝土结构的计算和设计方法已不能适用于FRP筋混凝土结构。本文从2003年开始，对FRP筋混凝土梁的受力性能进行了试验研究和理论分析，共进行了45个试件的试验研究，同时还参考了国内外文献中近20根试件的试验结果，研究内容包括：FRP筋的粘结性能、FRP筋非预应力混凝土梁的变形及裂缝的计算与控制、FRP筋非预应力混凝土梁的延性性能分析、部分预应力部分粘结模式的CFRP筋预应力混凝土梁受力性能及有限元分析、FRP筋预应力混凝土梁的承载力计算与设计、FRP筋预应力混凝土梁受弯性能的非线性有限元分析等，本文的主要研究内容和成果如下： 1、FRP筋与混凝土粘结性能的研究 在30个试件拔出试验的基础上，研究了FRP筋与混凝土间的粘结滑移机理；分析了FRP筋在粘结滑移性能方面与普通钢筋的区别；提出了能够指导实际工程的FRP筋与混凝土间的粘结应力计算表达式及相对粘结系数、锚固长度的设计建议；提出了FRP筋与混凝土间的粘结—滑移本构关系模型的建议；给出了FRP筋粘结应力—滑移曲线的有限元分析方法。 2、FRP筋非预应力混凝土梁变形及裂缝的计算与控制理论的研究 在国外大量研究成果的基础上，提出了FRP筋混凝土梁在荷载短期效应组合下的挠度计算方法；给出了FRP筋混凝土梁“有效惯性矩”的计算表达式；给出了FRP筋混凝土梁的挠度与受力筋应变之间的关系表达式；提出了不需进行挠度验算的FRP筋混凝土梁最大跨高比限值的计算公式，同时给出了基于变形控制的梁承载力设计方法，为工程应用提供了方便。 提出了FRP筋非预应力混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式；给出了能够用于工程实际的FRP筋非预应力混凝土梁最大裂缝宽度限值及使用荷载作用下FRP筋的允许应变限值的取值建议；指出在进行FRP筋非预应力混凝土梁截面的配筋设