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frp-钢复合筋的生产制备及其拉伸性能研究进展

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土木建筑与环境工程 2016年第S2期38卷 18-20页

作者：潘俊深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518000

本文根据国内外关于frp-钢复合筋的生产制备以及试验研究,介绍了frp-钢复合筋的结构设计、生产加工工艺及其拉伸力学性能研究现状,为frp-钢复合筋今后的研究提供一定的参考。

关键词： frp-钢复合筋生产制备拉伸性能

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frp-钢复合筋拉伸力学性能、耐久性及其与混凝土粘结性能试验研究

FRP-钢复合筋拉伸力学性能、耐久性及其与混凝土粘结性能试验研究

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作者：潘俊深圳大学

学位级别：硕士

在现代工业和建筑业中,钢筋混凝土作为一种结构材料在工程应用中占有相当大的比重。当暴露于不利环境时(碳化、氯离子侵蚀、海洋环境等),混凝土中作为骨架的钢筋往往因为有害介质而发生腐蚀,从而使混凝土结构提前结束其使用寿命。近年... 详细信息

在现代工业和建筑业中,钢筋混凝土作为一种结构材料在工程应用中占有相当大的比重。当暴露于不利环境时(碳化、氯离子侵蚀、海洋环境等),混凝土中作为骨架的钢筋往往因为有害介质而发生腐蚀,从而使混凝土结构提前结束其使用寿命。近年来兴起的frp筋虽然不易腐蚀,然而frp是完全线弹性材料,延性不足,工程应用推广存在一定难度。为此,本文提出了结合两种材料优势的新型复合材料筋,即以钢筋为内芯,在其外部包裹纤维材料形成frp-钢复合筋。本文参考纯frp筋的加工流程,提出了frp-钢复合筋(下文简称复合筋)的成型工艺,利用frp筋的生产设备,完成了复合筋的工业化制备。通过试验手段,对复合筋的基本力学性能及耐久性能展开研究,主要包括以下工作:(1)针对不同类型复合筋展开拉伸力学试验,详细介绍了筋材的破坏形态,分析了筋材的屈服强度,极限强度,弹性模量及应力-应变曲线;基于材料复合法则,建立了复合筋的应力-应变本构模型,与试验获得数据对比,发现两者吻合较好。(2)通过加速锈蚀试验,得到不同设计锈蚀率的复合筋试件;利用环境扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)技术对复合筋试件的锈蚀情况进行定性分析,判定有少量疑似铁锈的产物生成;结合不同类型筋材的锈层分布及纤维包覆层孔隙结构进行分析,发现纤维种类和孔隙结构对复合筋耐蚀性能影响显著。利用X射线微型计算机断层扫描(Micro-XCT)技术对锈蚀试件物质组分进行定量分析,发现复合筋的实际锈蚀率远远小于未包裹纤维层的光圆钢筋,Cfrp-钢复合筋的实际锈蚀率不到钢筋的1/10,Gfrp-钢复合筋的实际锈蚀率不到钢筋的1/100。据此可以认为复合筋具有良好的耐腐蚀性能。(3)在复合筋-混凝土粘结滑移试验的基础上,主要分析了纤维种类、筋材直径、表面处理方式等因素对复合筋-混凝土粘结试件的破坏形态,粘结强度及粘结-滑移曲线的影响。

关键词： frp-钢复合筋应力-应变本构耐久性粘结性能

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frp筋与frp-钢复合筋混凝土桩基承载性能模拟及监测分析

FRP筋与FRP-钢复合筋混凝土桩基承载性能模拟及监测分析

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作者：徐俊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土桩基础的内部钢筋锈蚀问题一直以来都较为严峻,特别是在近海、沿海及盐碱地质地区,钢筋锈蚀已经成为了影响桩基耐久性、降低安全储备的主要原因之一。采用纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,frp）替换普通钢筋成为... 详细信息

钢筋混凝土桩基础的内部钢筋锈蚀问题一直以来都较为严峻,特别是在近海、沿海及盐碱地质地区,钢筋锈蚀已经成为了影响桩基耐久性、降低安全储备的主要原因之一。采用纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,frp）替换普通钢筋成为解决钢筋锈蚀问题的途径之一。经过多年研究积累,目前筋材材性、筋材与混凝土粘结性能已经基本明确,frp材料混凝土构件的受弯和受压性能研究及承载设计大多集中在梁、柱构件,而在桩基础内的研究应用相对较少。基于此,本文针对frp筋及frp-钢复合筋在桩内应用时桩基承载性能表现,是否有区别于普通钢筋混凝土桩的应用价值开展相关研究,为frp材料在桩基础中的应用提供一定参考。主要研究内容如下:基于等效刚度准则设计frp-钢复合筋和普通钢筋混凝土圆桩,分别进行单桩轴压及压弯模拟试验,对比分析其承载性能差异。在轴压模拟中,对核心混凝土的受力、纵筋及螺旋箍筋约束效果进行对比分析,研究纵筋配筋率、箍筋间距、核心混凝土直径对frp-钢复合筋桩轴压承载性能和变形的影响。基于现有箍筋约束混凝土经典模型,结合模拟结果推导适用于frp-钢复合箍筋约束混凝土峰值应力的建议公式。在压弯模拟试验中,重点分析轴压比对圆桩抗弯承载力的影响,推导frp-钢复合筋混凝土圆截面受弯承载力计算公式,通过模拟验证其可靠性,并提出使用该公式时圆心角2α的适用范围。为了进一步研究桩土作用,建立等效刚度准则设计的frp-钢复合筋混凝土圆桩、frp筋混凝土圆桩和普通钢筋混凝土圆桩的单桩分别在仅受竖向荷载作用及竖向荷载与水平荷载共同作用时的单桩桩土模型,通过对各级载荷作用下桩内筋材及桩体的受力与变形、桩周土的沉降与变形等情况,分析不同筋材种类对单桩基础承载性能的影响。依托东莞某frp桩基示范工程的土层环境及荷载工况,研究frp配筋的群桩-筏板基础的承载性能,通过对群桩各桩体及钢筋笼受力模拟,桩周及桩底土体沉降分析,验证该frp配筋桩-筏板基础设计的合理性。通过对比桩基筋材应力模拟结果与运用项目自感知监测技术实际数据,分析frp桩基在可能存在的施工问题,为今后frp桩基工程的设计施工及监测手段提供一定的参考。

关键词： frp筋 frp-钢复合筋等效刚度准则桩筏基础自感知监测

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frp筋、frp-钢复合筋屈服和延性研究进展及分析

FRP筋、FRP-钢复合筋屈服和延性研究进展及分析

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第七届全国建设工程frp应用学术交流会

作者：赵科李趁趁郑州大学化工与能源学院郑州大学土木工程学院

本文综述了国内外frp筋、frp-钢复合筋屈服和延性研究进展,分析了其成型原理、性能差异、技术难点等。指出frp筋屈服和延性的关键是部分连续纤维断裂、产生冲击能量和造成裂纹发展时,frp筋承载能力的大小。而frp-钢复合筋屈服和延性的... 详细信息

本文综述了国内外frp筋、frp-钢复合筋屈服和延性研究进展,分析了其成型原理、性能差异、技术难点等。指出frp筋屈服和延性的关键是部分连续纤维断裂、产生冲击能量和造成裂纹发展时,frp筋承载能力的大小。而frp-钢复合筋屈服和延性的关键是frp与钢之间界面粘结的可靠性。钢的形状对维持frp与钢界面粘结起关键作用,而部分纤维的断裂和环境老化等因素也对frp与钢粘结界面的可靠性产生较大的影响。最后,本文对frp-钢复合筋中钢的前处理方法进行了简单说明。

关键词： frp筋 frp-钢复合筋屈服延性

来源： cnki会议评论

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