论文部分内容阅读
纤维增强聚合物(FRP)筋具有轻质高强、耐腐蚀性能好等诸多优点,可作为钢筋的替代或补充材料用于增强混凝土结构,因此在土木工程领域受到广泛研究和实际应用。随着FRP筋在大跨结构中使用,相应FRP筋连接问题逐渐引发关注。较于现有套管连接、膨胀连接、粘结绑扎搭接,绑扎搭接接头传力可靠且施工方便故而得以广泛应用。搭接锚固其实质为FRP筋与混凝土的粘结。由于搭接筋接触使每根筋都缺少混凝土握裹,两者间粘结削弱。因此,搭接筋搭接长度应大于单根筋粘结锚固长度以保证结构安全。此时,合理的搭接长度建议取值至关重要。本文设计了129个搭接对拉试件,变化GFRP筋搭接长度、混凝土保护层厚度、混凝土强度、配箍率、GFRP筋直径等5个因素,研究了各因素影响下GFRP筋的搭接性能。主要研究内容如下:(1)对GFRP筋纵向拉伸性能进行试验研究。确定其基本力学性能(包括抗拉强度、弹性模量和极限应变),为此类筋材研究提供材性依据。(2)通过搭接对拉试验,研究上述5因素影响下GFRP筋与混凝土的粘结强度变化规律。结果表明,GFRP筋与混凝土的粘结强度随搭接长度的增加而降低,搭接长度越大,搭接段粘结应力分布越不均匀。随混凝土保护层厚度、混凝土强度和配箍率的增大,试件抗劈裂能力增强,粘结强度得以提高。随GFRP筋直径的增大,粘结强度逐渐降低。(3)通过搭接对拉试验,研究上述5因素影响下粘结-滑移曲线的变化规律。结果表明,随搭接长度增大,两自由端相对滑移值减小,但与试件破坏形态密切相关。随混凝土保护层厚度、混凝土强度、配箍率增大,外围混凝土抗劈裂能力增强,滑移比较充分,两自由端相对滑移量增大。GFRP筋直径大的试件初始滑移荷载较小,随直径增大,两自由端相对滑移量呈现增大趋势。(4)在GFRP筋搭接段四分点及中点粘贴应变片,观察分析各级荷载下GFRP筋搭接段点应变变化,得到了粘结应力峰值大致位置及走向。试验结果表明,随荷载增大,应变峰值及粘结应力峰值由加载端逐渐向自由端移动。(5)基于试验结果,提出了GFRP筋搭接强度和搭接长度的计算公式。