CFRP筋钢纤维混凝土梁受弯性能的试验研究和理论分析

作     者：罗寒寒 

作者单位：湖北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈升平

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：CFRP筋 钢纤维混凝土 正截面 承载力 挠度 

摘      要：钢筋混凝土结构由于钢筋的锈蚀会严重影响结构的耐久性,用耐腐蚀性好、抗拉强度高的纤维增强塑料筋(FRP筋)代替钢筋是一个比较有效的防腐途径。然而FRP筋混凝土结构在受弯时的变形和裂缝宽度较大,为了更好的满足实际工程需要,可以将钢纤维增韧、阻裂的优良特性与FRP筋混凝土组合形成FRP筋钢纤维混凝土结构。因此,对FRP筋钢纤维混凝土结构的研究就显得很重要。本文采取试验研究和运用理论分析的方式,对在静力荷载作用下的CFRP筋钢纤维混凝土梁进行受弯试验,研究的主要内容和得到的成果如下:(1)通过CFRP筋的拉伸试验和混凝土的单轴抗压试验,测得CFRP筋的抗拉极限强度、弹性模量,混凝土的抗压强度等力学性能指标,为后面的CFRP筋钢纤维混凝土梁的受弯试验分析提供数据支撑。(2)通过3根CFRP筋钢纤维混凝土梁和1根对比的CFRP筋混凝土梁的抗弯试验,观测并记录构件的开裂荷载、裂缝的发展、裂缝宽度、极限荷载、挠度以及破坏形态。结合试验现象和试验结果分析验证平截面假定,分析CFRP筋材的应力,梁的挠度以及裂缝宽度随荷载的发展规律。(3)分析不同配筋率的CFRP筋钢纤维混凝土梁的试验结果,研究表明:试验梁的开裂荷载随配筋率的增大而变化不大,极限承载力随配筋率的增大而增大。(4)分析了钢纤维对CFRP筋混凝土梁与CFRP筋钢纤维混凝土梁的承载力、裂缝宽度、挠度的影响,结果表明,钢纤维的加入提高了梁的极限承载力,减小了CFRP筋混凝土梁的挠度,抑制了裂缝的发展。(5)针对CFRP筋钢纤维混凝土梁不同的破坏模式,提出了适合CFRP筋钢纤维混凝土梁正截面承载力的计算方法,试验结果较为接近计算值。(6)基于CFRP筋钢纤维混凝土梁荷载-挠度曲线,对CFRP筋钢纤维混凝土梁在单调荷载作用下的挠度变化作了分析,修改相关CFRP筋混凝土梁挠度计算公式系数,得到新的CFRP筋钢纤维混凝土梁的挠度计算方法。