检索结果-南通市图书馆

作者：陈守磊沈阳建筑大学

学位级别：硕士

新型聚合物材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic)筋的优点有轻质高强、耐腐蚀、隔热性能和绝缘性能好等。FRP筋与混凝土的粘结性能是其与混凝土能否共同工作的重要保证,因此对纤维增强塑料筋与混凝土之间粘结性能的理论研究和应... 详细信息

新型聚合物材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic)筋的优点有轻质高强、耐腐蚀、隔热性能和绝缘性能好等。FRP筋与混凝土的粘结性能是其与混凝土能否共同工作的重要保证,因此对纤维增强塑料筋与混凝土之间粘结性能的理论研究和应用设计具有重要的意义。目前已有的关于研究FRP筋混凝土粘结滑移性能的试验方法有单端拉拔试验和梁式试验。本文设计了一种拉拔试验新方法:gfrp筋混凝土双筋对拉试验。通过GFPR筋混凝土双筋对拉试验,可以保证筋的完全轴心受拉,保证混凝土的受力状态更接近实际。本文通过对36个gfrp筋混凝土试件进行双筋对拉试验研究,通过对比研究试件在不同参数条件下的粘结强度、滑移值,分析了影响gfrp筋混凝土粘结滑移性能的主要因素:gfrp筋直径、混凝土强度、混凝土保护层厚度、gfrp筋锚固长度、gfrp筋表面形式。其中随着混凝土强度等级的提高,试件的粘结强度有微小的增加:带肋gfrp筋与混凝土之间的粘结性能要比光圆的gfrp筋优越的多;粘结强度随着直径的增大而减小;粘结强度随锚固长度的增加而减小,不同直径的gfrp筋对试件的影响相似;混凝土的保护层厚度对gfrp筋混凝土粘结性能影响很小。通过双筋对拉试验研究发现,gfrp筋混凝土试件的破坏形式分为2种:gfrp筋拔出破坏、混凝土劈裂破坏。试验表明,大部分试件的破坏形式为gfrp筋拔出破坏,此种破坏形式为典型破坏。通过36个gfrp筋混凝土试件的双筋对拉试验,针对于典型破坏的gfrp筋混凝土试件粘结滑移关系曲线的形状及特征进行研究,并通过对粘结滑移机理的理论分析,本文建立一种新的、分段式的gfrp筋混凝土粘结滑移本构关系模型。本模型曲线可以分为以下4个阶段:上升阶段、滑移阶段、软化阶段和残余阶段。通过试验所得的曲线与模型曲线对比得知,该模型能够较为准确的反映gfrp筋与混凝土在各个阶段相互作用的全过程,模型曲线与试验数据曲线吻合较好。

关键词： gfrp筋粘结滑移影响因素本构关系

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

gfrp筋与UHPC粘结性能研究

GFRP筋与UHPC粘结性能研究

作者：江佳正哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

装配式建筑凭借其生产装配高效性、设计管理信息化、全过程低碳低能耗的特点备受建筑行业的青睐。而预制混凝土结构在装配式建筑中占比极大,发展和推广预制混凝土结构对我国绿色低碳发展具有重要意义。连接节点是预制混凝土结构中的薄... 详细信息

装配式建筑凭借其生产装配高效性、设计管理信息化、全过程低碳低能耗的特点备受建筑行业的青睐。而预制混凝土结构在装配式建筑中占比极大,发展和推广预制混凝土结构对我国绿色低碳发展具有重要意义。连接节点是预制混凝土结构中的薄弱环节,确保预制混凝土节点性能在服役周期内安全可靠对预制混凝土结构至关重要。目前,通常采用普通钢筋混凝土作为预制混凝土结构节点连接,该类节点存在着力学性能有待提高、钢筋锚固长度较长以及耐久性能不足等问题。通过使用综合性能优异的超高性能混凝土(Ultra high performance concrete,UHPC)和玻璃纤维复合材料(Glass fiber reinforced polymer,gfrp)筋设计新型节点构造是提高节点力学性能、简化节点构造、提高长期服役可靠性的有效途径。gfrp筋与UHPC之间良好的粘结性能是二者协同受力的有力保障,然而目前国内外学者对于gfrp筋与UHPC粘结性能的相关研究还较少,gfrp筋-UHPC粘结强度预测公式和粘结-滑移模型尚有待于进一步研究,gfrp筋-UHPC锚固长度取值范围尚未明确。基于此,本文在制备免蒸养UHPC的基础上,开展螺旋缠绕喷砂gfrp筋与UHPC粘结性能试验研究,研究两者的粘结受力机理,探讨不同参数对其粘结性能的影响规律,结合国内外已有研究,提出适用于gfrp筋与UHPC的粘结强度预测公式,建立gfrp筋与UHPC的粘结-滑移模型,并进行了极限状态下的锚固长度可靠性分析。具体研究内容包括:(1)基于最紧密堆积理论实现颗粒体系的最紧密化,再以拌合物工作性能为指标优化UHPC配合比,制备出免蒸养条件下抗压强度可达140MPa的UHPC。在此基础上,研究不同水胶比(0.12、0.14、0.16、0.20)和养护条件(蒸汽养护和标准养护)对UHPC的力学性能的影响。(2)以gfrp筋直径、保护层厚度、粘结长度和UHPC强度等级作为变量设计偏心拉拔试件,探讨各因素对gfrp筋-UHPC粘结强度、破坏形态以及粘结-滑移曲线的影响规律,明确了gfrp筋-UHPC粘结机理。使用UHPC基体可以改善设置gfrp筋与普通混凝土的粘结试验进行对比分析,试验结果表明使用UHPC后粘结性能提升明显。而通过和钢筋-UHPC粘结试验对比,发现同参数下gfrp筋-UHPC的粘结强度高于钢筋-UHPC粘结强度,同时相比于钢筋而言,使用gfrp筋-UHPC后破坏形式不再出现屈服破坏,粘结-滑移曲线出现明显的残余段。(3)在综述国内外文献中粘结强度预测公式、粘结-滑移模型的基础上,验证上述公式对本文gfrp筋-UHPC试验结果的适用性,提出考虑UHPC抗拉强度等4个变量的预测公式,建立了以一个函数描述完整受力过程(上升段、下降段、残余段)的粘结-滑移模型,本文公式和模型修正后拟合优度分别为0.910,0.950,拟合程度高。(4)基于试验结果和提出的粘结强度预测公式,分析gfrp筋-UHPC锚固长度可靠性,建立极限粘结状态方程并对目标函数中各随机变量进行统计分析,采用中心点法求解不同直径、UHPC强度等级下的极限锚固长度。

关键词：超高性能混凝土 gfrp筋粘结性能粘结-滑移模型

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

gfrp筋再生混凝土梁抗弯性能研究

GFRP筋再生混凝土梁抗弯性能研究

作者：陈信展辽宁工业大学

学位级别：硕士

钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的使用寿命缩短,造成严重的后果与经济损失,而纤维增强聚合物复合材料(FRP)筋作为一种新型的复合筋材,具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等突出优点,可有效解决钢筋锈蚀所引起的耐久性问题,被认为是替代钢筋在特... 详细信息

钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的使用寿命缩短,造成严重的后果与经济损失,而纤维增强聚合物复合材料(FRP)筋作为一种新型的复合筋材,具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等突出优点,可有效解决钢筋锈蚀所引起的耐久性问题,被认为是替代钢筋在特殊环境下使用的理想材料,在土木工程结构中具有广泛的应用前景。另一方面,随着我国经济建设的进一步加快,产生大量的建筑垃圾造成耕地面积减少、污染环境等诸多问题。因此,再生混凝土的利用与开发受到广泛关注。将废弃混凝土经过加工形成再生骨料代替部分或全部的天然骨料形成再生混凝土,可实现建筑废弃物的循环使用,不仅可以节约天然资源,还可以保护生态环境,并减少了城市化进程中的建筑垃圾,是可持续发展战略的重要组成部分。近年来,国内外学者对钢筋再生混凝土梁的抗弯性能展开较多的研究并取得突出的研究成果,但关于FRP筋再生混凝土梁(FRP-RAC)受弯性能研究则鲜有报道,这阻碍了FRP-RAC结构在实际工程中的应用前景。基于上述问题,本文对9根gfrp-RAC梁、3根BFRP-RAC梁和3根钢筋再生混凝土梁(对比梁)进行受弯性能试验,分析了再生骨料取代率(R=0、50%和100%)和配筋率(ρ=0.38%、0.60%和1.17%)等因素对gfrp-RAC梁的破坏模式、开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线以及荷载-裂缝宽度曲线的影响,并对试验结果进行对比分析。另外,采用美国规范ACI440.1R-15、加拿大规范CSA S806-12、ISIS-M03-07和中国规范GB 50608-2010的计算公式对gfrp-RAC梁的开裂荷载、极限荷载、裂缝宽度和挠度进行了理论计算并与试验结果进行比较分析。主要研究成果如下:(1)随着再生骨料取代率的增加开裂荷载逐渐减小,而纵筋类型、配筋率大小对试验梁的开裂荷载无明显影响,当再生骨料取代率由0增加至50%和100%时,试验梁的开裂荷载平均值分别降低了5.1%和14.8%。(2)gfrp-RAC梁极限荷载随着配筋率的增加而显著增加,随着再生骨料取代率的增加略为减小;而对比不同纵筋类型的试验梁发现,相同条件下,gfrp-RAC梁的承载力略高于BFRP-RAC梁,钢筋再生混凝土梁的承载力最低,约为FRP-RAC梁的1/2。(3)gfrp-RAC梁的裂缝宽度、挠度随着配筋率的增加而明显减小,随着再生骨料取代率的增加而略微增加;相同荷载作用下,BFRP-RAC梁的挠度大于gfrp-RAC梁,钢筋再生混凝在达到屈服荷载时,其挠度为6.5mm,约为FRP-RAC梁挠度的1/2。(4)基于试验数据对gfrp-RAC梁的开裂荷载进行线性回归分析并得到开裂荷载修正系数,计算结果与试验结果吻合较好。

关键词： gfrp筋 BFRP筋再生混凝土受弯性能挠度裂缝承载力

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

gfrp筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

GFRP筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

作者：刘博强沈阳建筑大学

学位级别：硕士

gfrp(Glass Fiber Reinforced Plastics,简称gfrp)具有轻质高强、耐腐蚀性强和电磁绝缘性能强的优点,使用gfrp筋代替传统钢筋作为受力筋应用于工程结构上,可以从根本上解决钢筋混凝土结构易锈蚀的问题。然而,由于gfrp筋属于脆性材料,塑... 详细信息

gfrp(Glass Fiber Reinforced Plastics,简称gfrp)具有轻质高强、耐腐蚀性强和电磁绝缘性能强的优点,使用gfrp筋代替传统钢筋作为受力筋应用于工程结构上,可以从根本上解决钢筋混凝土结构易锈蚀的问题。然而,由于gfrp筋属于脆性材料,塑性变形能力较差,gfrp筋混凝土结构在地震作用下的受力情况和破坏特征有待进一步地研究。梁柱节点作为工程结构中最重要组成部分之一,节点的稳定性关系到整体结构的抗震性能,本文在其他学者们研究的基础上,对gfrp筋混凝土梁柱节点在地震作用下的受力情况和破坏特征进行探究,进而分析gfrp筋混凝土梁柱节点的抗震性能。本文以框架结构中梁柱中节点为研究目标,在gfrp筋作为受力筋进行节点配筋,采用缩尺设计节点构件。通过对节点构件进行低周期往复荷载试验来模拟地震作用,从受力性能、刚度退化、延性和耗能能力等角度对gfrp筋混凝土梁柱节点的抗震性能进行分析,以探究配筋率和加载方案对节点构件抗震性能的影响。本试验共设计了 5个节点构件,其中4个是gfrp筋混凝土梁柱节点构件,1个是普通钢筋混凝土构件,通过对5个构件试验现象的总结和试验结果的分析,得到5个节点构件的抗震性能,通过对试验结果的分析得到如下结论:在一定范围内,随着节点构件配筋率的的增大,gfrp筋混凝土梁柱节点的受力性能、耗能能力和变形能力都得到一定的提升;增大加载的步长可以在一定程度上增加结构的延性系数和承载力,但是降低结构构件的耗能;虽然gfrp筋构件在延性系数和耗能能力方面不如钢筋构件,但是其破坏时依然展现出较好的延性,表现出不错的抗震性能。

关键词： gfrp筋混凝土梁柱节点抗震性能变形能力受力性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁受弯性能研究

GFRP筋橡胶颗粒混凝土梁受弯性能研究

作者：藏敏吉林建筑大学

学位级别：硕士

FRP筋具有重量轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀、比重低的特点,在土木工程领域得到了广泛的应用。在钢筋混凝土结构中更换钢筋可以有效地解决钢筋的腐蚀问题。橡胶颗粒混凝土是一种具有优良性能的新型环保混凝土。本文将引入一种新型环保混... 详细信息

FRP筋具有重量轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀、比重低的特点,在土木工程领域得到了广泛的应用。在钢筋混凝土结构中更换钢筋可以有效地解决钢筋的腐蚀问题。橡胶颗粒混凝土是一种具有优良性能的新型环保混凝土。本文将引入一种新型环保混凝土——橡胶颗粒混凝土,并将FRP筋引入到新混凝土结构中,同时在这种新型结构中引入钢纤维,通过三者协调作用,充分利用FRP筋、橡胶颗粒混凝土以及钢纤维的变形性能,不仅可以有效地解决钢筋腐蚀问题,还可以有效提高FRP筋混凝土梁的开裂荷载,提高FRP筋混凝土梁的承载能力,充分利用FRP筋的抗拉强度,为FRP筋在新型混凝土结构工程中的应用提供试验依据和理论基础。本文研究了gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁受弯性能,试验共制作了6个gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁,并利用有限元软件ABAQUS分析,探究了分别掺入体积分数为0%、5%和10%的橡胶颗粒、gfrp筋配筋率为1.69%和2.43%以及掺入体积分数为0%、0.5%和1%的钢纤维对gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁的受弯性能的影响,结果表明:(1)与不掺钢纤维的橡胶颗粒混凝土相比,掺入钢纤维的橡胶颗粒混凝土的立方体抗压强度提高7.64%～12.1%,在掺入体积分数0%～1%范围内,随着掺入量增加而提高。(2)与普通混凝土梁相比,掺入橡胶颗粒体积分数为5%和10%混凝土梁的开裂荷载分别提高16.46%和31.19%、极限荷载下的挠度提高6.5%和12.4%,且在掺入体积分数0%～1%范围内,随着掺入量增加,混凝土梁对应的值越大;极限荷载提高不明显。通过调整优化混凝土配合比后的梁能够达到和普通混凝土梁同样的抗弯承载力,且gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁具有更好的变形性能。(3)增加0.5%和1%体积分数的钢纤维,对于gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁的开裂荷载分别提高8.88%和11.31%、极限荷载分别提高10.08%和21.95%、极限荷载下的挠度分别提高21%和36.65%,在掺入体积分数0%～1%范围内,随着掺入量增加各自性能越好。(4)通过ABAQUS建立的有限元模型可以有效地模拟试件gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁的破坏,建立更多参数模型对gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁的橡胶颗粒掺量、配筋率以及钢纤维体积掺量进行有限元分析研究,模拟得出结论与试验一致。(5)根据平截面假定给出了gfrp筋橡胶颗粒混凝土梁受压区等效矩形应力高度系数β和橡胶颗粒混凝土压应力等效系数α的推导公式,并给出了gfrp筋混凝土梁受弯承载力计算公式,将理论值与试验值进行对比,结果显示计算公式具有一定的保守。

关键词： gfrp筋橡胶颗粒混凝土 ABAQUS有限元分析受弯性能钢纤维

gfrp筋及gfrp筋混凝土柱受压性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GFRP筋及GFRP筋混凝土柱受压性能研究

作者：米向乾沈阳建筑大学

学位级别：硕士

已有的试验研究和工程实践表明，采用新型复合材料——FRP筋替代钢筋应用于结构中，能够有效避免锈蚀问题，提高结构耐久性，降低结构维修成本。但由于材料性质所限，针对FRP筋受压性能的研究还相对较少，相关理论研究不及拉伸方面研究... 详细信息

已有的试验研究和工程实践表明，采用新型复合材料——FRP筋替代钢筋应用于结构中，能够有效避免锈蚀问题，提高结构耐久性，降低结构维修成本。但由于材料性质所限，针对FRP筋受压性能的研究还相对较少，相关理论研究不及拉伸方面研究得深入和广泛，同时在受压构件中应用FRP筋也较少。要想进一步推广这一新型材料在工程中的应用，使其充分发挥优越的力学性能，就必须对材料的受压性能进行系统全面的研究。本文通过对gfrp筋受压性能进行测试，分析其受压破坏机理。进行加速老化试验，认识腐蚀的规律和机理，着重研究碱、氯盐溶液对材料受压性能的影响以及在氯盐溶液下的干湿交替循环试验。通过材料的表观状态、理化性能以及微观结构的变化对其防腐性进行评价。设计制作了12根gfrp筋混凝土轴心受压柱，针对不同配筋率和配箍率下gfrp筋混凝土柱受压性能进行试验研究。试验结果表明：在gfrp筋受压过程中，应力应变曲线一直呈线性变化，试件呈脆性破坏，长径比2.5情况下大多能发生较好的剪切破坏;碱性环境对gfrp筋受压性能的影响较为严重，随浸泡时间增加，腐蚀现象越明显，同时直径越小受腐蚀越严重，8mm试件浸泡90d后抗压强度保留率不足50%;单一氯盐溶液浸泡环境下gfrp筋抗压强度随浸泡时间增加而降低，但降低幅度较干湿交替循环双重因素作用下降低幅度要小;综合三种不同环境因素作用下受压性能测试表明，多重环境因素对gfrp筋受压性能影响较大;gfrp筋混凝土柱受压过程中无明显预兆，同时混凝土压碎后gfrp筋仍能保持完好，随配筋率的增加，gfrp筋受压柱承载能力有所提高，同样在配筋率一定的情况下配箍率的增加有助于增强短柱受压承载能力。通过本文的研究与分析，为FRP筋及FRP筋混凝土柱的试验研究提供了一些借鉴，为深入、全面、系统地研究FRP筋的耐久性及寿命预测奠定基础。

关键词： gfrp筋受压性能碱性环境氯盐环境轴心受压

gfrp筋增强自密实混凝土桥面板受弯性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GFRP筋增强自密实混凝土桥面板受弯性能研究

作者：董鹏程广东工业大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土结构在恶劣外部环境下易使钢筋锈蚀导致结构服役年限缩短。桥梁结构中由钢筋锈蚀引起的混凝土开裂、剥离等现象,使结构在服役期内存在安全隐患。纤维增强复合筋(FRP筋)因耐腐蚀、抗拉强度高,质量轻等优点而被倡导应用于新建... 详细信息

钢筋混凝土结构在恶劣外部环境下易使钢筋锈蚀导致结构服役年限缩短。桥梁结构中由钢筋锈蚀引起的混凝土开裂、剥离等现象,使结构在服役期内存在安全隐患。纤维增强复合筋(FRP筋)因耐腐蚀、抗拉强度高,质量轻等优点而被倡导应用于新建结构中。普通水泥基混凝土材料具有高能耗、高成本、振捣困难等问题。而高粉煤灰掺量自密实混凝土(High-Volume Fly Ash Self-Compacting Concrete,简称HVFA-SCC)能够解决上述问题,为发展可持续建造提供新方向。结合玻璃纤维复合筋(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称gfrp)与HVFA-SCC建造桥面板具有低耗能、环保和高耐久性等特点。然而,国内外关于FRP筋增强HVFA-SCC桥面板构件的研究不足,从而制约了新型材料HVFA-SCC和FRP筋在实际工程中的应用。为此,本文重点研究gfrp筋HVFA-SCC桥面板受弯性能。主要研究内容与结论如下:(1)探究粉煤灰替代率、早期养护温度对HVFA-SCC的工作性能、力学性能和微观结构的影响规律。通过对不同龄期下的HVFA-SCC进行微观测试,包括扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)测试,探讨微观形貌及能谱分析结果与HVFA-SCC的宏观工作和力学性能之间的关系。研究结果表明:(a)早期高温养护能显著提高HVFA-SCC材料的抗压强度、劈拉强度及弹性模量等性能;(b)扫描电镜及能谱测试印证了高温养护条件下HVFA-SCC材料的早强、后期强度不易折减的原理。(2)进行11块桥面板四点弯曲加载试验,主要分析多种控制因素对正常使用极限状态下gfrp筋增强HVFA-SCC受弯构件的影响。讨论混凝土基体材料类型、筋材直径、筋材类型、纵向配筋率和剪跨比对gfrp筋增强HVFA-SCC桥面板的工作性能影响规律。研究结果表明:(a)FRP筋增强混凝土桥面板开裂初始裂缝宽度和发展高度较大,开裂后挠度变化显著;(b)增大板配筋率或采用CFRP筋材类型能显著提升构件前期刚度,但会使得后期裂缝数目有所增加。(c)筋材表面处理形式会对筋材跨中应变产生影响,当摩擦系数越大时,应变会减小。配筋率大小也与跨中应变呈负相关关系。(3)将试验结果与现有理论对比分析FRP筋增强HVFA-SCC受弯构件的适用性与准确性。研究结果表明:(a)现有的的FRP筋混凝土梁式构件抗剪承载力公式大多低估了桥面板的极限承载力,学者Alam和Hussein所建议公式则拥有较好的预测精度,误差和离散性均较小;(b)Farra B所建议的平均裂缝间距预测公式能预测本文所有桥面板的裂缝间距,而ACI 440.1R-0.6规范和学者EHE所建议的最大裂缝宽度公式,能预测本文大多数桥面板的最大裂缝宽度。(4)gfrp筋增强HVFA-SCC桥面板进行有限元模拟研究,通过实验数据验证所建立有限元模型的有效性与准确性。研究结果表明:本文所开展的gfrp筋增强自密实混凝土桥面板有限元分析拥有较好的模拟效果。

关键词： HVFA-SCC gfrp筋桥面板工作性能有限元仿真

gfrp筋与超高性能混凝土（UHPC）粘结性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GFRP筋与超高性能混凝土（UHPC）粘结性能研究

作者：翟可仪广东工业大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土结构是现代工程应用最广泛的结构形式,具有较多优点。但由于钢筋和混凝土结构材料自身和使用环境的特点,传统的钢筋混凝土结构易出现耐久性问题。混凝土结构发生耐久性破坏的最主要原因就是钢筋锈蚀,钢筋锈蚀会导致混凝土开... 详细信息

钢筋混凝土结构是现代工程应用最广泛的结构形式,具有较多优点。但由于钢筋和混凝土结构材料自身和使用环境的特点,传统的钢筋混凝土结构易出现耐久性问题。混凝土结构发生耐久性破坏的最主要原因就是钢筋锈蚀,钢筋锈蚀会导致混凝土开裂和剥落,降低结构的承载力。因此,可考虑将强度高、重量低、耐腐蚀的FRP筋以及强度高、延展性好、抗冲击性高的UHPC结合形成一种新型混凝土结构替代钢筋混凝土结构,以解决传统钢筋混凝土结构承载能力不足及耐久性差的问题。FRP筋与UHPC共同工作的前提之一是两者间良好的粘结锚固性能,受力时能共同承受荷载。为此,本文对gfrp筋与UHPC构件进行拉拔试验研究,并采用数值模拟手段进行验证,从而为这两种材料结合用于实际工程提供一定的参考。主要内容如下:首先,本文以gfrp筋直径、表面处理形式、粘结长度、纤维掺量为变量制作了81个边长为150mm的中心拉拔试件,研究gfrp筋与UHPC拉拔试件的破坏形态及受力机理,分析以上因素对粘结滑移性能指标如粘结应力的影响规律,结果表明:gfrp筋试件损伤界面在筋材表面,BFRP筋试件损伤界面在筋材内部;超高性能混凝土拉拔试件和普通混凝土拉拔试件粘结滑移曲线的滑移特性基本一致;增大gfrp筋的直径或者粘结长度,gfrp筋与UHPC试件的极限粘结应力均表现出减小的趋势;钢纤维能在一定程度上改善表面缠肋gfrp筋与UHPC的粘结性能。并通过24个正交试件得出影响gfrp筋与超高性能混凝土粘结性能的最显著因素为gfrp筋直径。其次,基于中心拉拔的试验数据,对现有的粘结滑移模型进行了拟合对比,在此基础上提出了适用于gfrp筋与超高性能混凝土的本构模型,与试验结果吻合较好。并结合现有的设计规范进行了粘结强度的预测,结果表明规范在预测gfrp筋超高性能混凝土中的粘结强度时,均处在较安全的范围。最后,在ABAQUS软件中采用非线性弹簧模拟gfrp筋与超高性能混凝土的粘结滑移,验证了本文提出的gfrp筋与超高性能混凝土滑移本构的准确性。通过数值分析结果可观察gfrp筋与超高性能混凝土的应力分布状态,结果显示:gfrp筋与超高性能混凝土的粘结应力表现出不均匀分布的规律,应力主要集中在粘结界面附近的区域,并由加载端处向自由端逐渐减小。

关键词： gfrp筋超高性能混凝土粘结滑移本构关系有限元分析

gfrp筋超高性能混凝土梁受弯性能试验与计算理论研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GFRP筋超高性能混凝土梁受弯性能试验与计算理论研究

作者：邓吉东湖南大学

学位级别：硕士

当前我国正在实施“一带一路”和“海洋强国”战略,在一带一路沿线和我国沿海地区,普遍存在高盐雾、高湿等暴露性和腐蚀性环境,传统钢筋混凝土结构的耐久性劣化问题和钢筋锈蚀问题十分严峻,采用玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinf... 详细信息

当前我国正在实施“一带一路”和“海洋强国”战略,在一带一路沿线和我国沿海地区,普遍存在高盐雾、高湿等暴露性和腐蚀性环境,传统钢筋混凝土结构的耐久性劣化问题和钢筋锈蚀问题十分严峻,采用玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer,简称gfrp）筋替代普通钢筋有望彻底解决混凝土结构中的锈蚀问题。超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC）具有高强度、高韧性和高耐久性等优点,已被广泛应用于桥梁工程和海洋工程中。采用gfrp筋和UHPC形成的gfrp筋超高性能混凝土结构,能充分利用gfrp筋的高抗拉强度和UHPC的超高抗压强度,同时能够有效改善传统结构的耐久性和延长结构的使用寿命。目前,国内外关于gfrp筋超高性能混凝土（gfrp筋-UHPC）受弯构件的试验研究和理论分析比较匮乏。由于gfrp筋与普通钢筋在力学性能方面的差异较大以及UHPC的抗拉强度通常不可忽略,gfrp筋-UHPC受弯构件的受力性能和破坏模式将不同于传统的混凝土结构,因此现行FRP筋混凝土结构设计规范和超高性能混凝土设计规范不适用于gfrp筋-UHPC受弯构件。因此,本文将开展gfrp筋-UHPC试件的粘结性能试验,并提出了粘结强度的修正公式。此外,还开展了gfrp筋-UHPC梁的受弯性能试验研究,揭示其受弯破坏机理;通过截面弯矩-曲率参数分析,研究确定受拉区UHPC的抗弯贡献,建立gfrp筋-UHPC梁的抗弯承载力的计算理论。在此基础上,开展gfrp筋-UHPC梁抗弯承载力可靠度分析,校准gfrp筋材料分项系数。主要的研究内容和研究成果如下:（1）通过24个中心拉拔gfrp筋-UHPC试件的粘结性能试验,研究了钢纤维含量和粘结长度对gfrp筋与UHPC间粘结性能的影响,重点讨论了试件的破坏模式、粘结滑移曲线和粘结强度。试验结果表明:试件中出现了两种破坏模式,分别是gfrp筋拔出失效和gfrp筋拉断失效;所有试件的粘结滑移曲线表现出上升段、下降段和残余段三个阶段;钢纤维含量和粘结长度对gfrp筋-UHPC试粘结强度均有一定程度的影响。此外,根据本文粘结性能试验的数据,对现有粘结滑移本构模型进行评估:所有模型对粘结滑移曲线上升段的拟合较好,而下降段的区别较大。建立了包含131个gfrp筋-UHPC试件的粘结性能试验数据库,提出了粘结强度的修正公式,给出了临界锚固长度的相关设计建议。（2）通过7根gfrp筋-UHPC梁和1根钢筋UHPC梁的受弯性能试验和破坏机理分析,重点研究了钢纤维含量（V_f=1.0%和V_f=2.0%）、纵筋配筋率（ρ_f=0.78%、1.16%、1.72%和2.11%）和纵筋类型（gfrp筋和钢筋）等参数对试验梁受弯性能的影响。试验结果表明:gfrp筋-UHPC梁中出现了两种破坏模式,受拉破坏（gfrp筋拉断）和受压破坏（受压区UHPC压碎）;对于发生受拉破坏的试验梁,随着钢纤维含量的增加,试验梁的开裂荷载和极限抗弯承载明显提高,开裂后刚度基本保持不变;对于发生受压破坏的试验梁,钢纤维含量对其开裂荷载和极限抗弯承载几乎没有影响;此外,gfrp筋-UHPC梁的极限抗弯承载力和开裂后刚度均随着gfrp筋配筋率的提高而增加;采用gfrp筋替代普通钢筋,试验梁的极限变形能力和耗能能力均有显著提高,其中极限抗弯承载力提高约54.9%,极限变形能力提高约55.7%,耗能能力提高约103.9%。（3）编写了gfrp筋-UHPC梁弯矩曲率数值分析程序,并通过对比试验值验证了该程序的合理性。考虑多个设计参数的影响,开展了gfrp筋-UHPC梁参数分析,研究确定了受拉区UHP的抗弯贡献。在此基础上,推导了两种破坏模式下gfrp筋-UHPC梁极限抗弯承载力的简化计算公式。此外,对比了24根gfrp筋-UHPC梁抗弯承载力的试验值与预测值,验证了所提方法的准确性。（4）基于Monte Carlo模拟和验算点法对gfrp筋-UHPC梁的极限抗弯承载力开展了可靠度分析和敏感性分析,通过最小平方分析校准了gfrp筋的材料分项系数,并建议gfrp筋材料分项系数γ_f取1.25。

关键词： gfrp筋超高性能混凝土粘结性能受弯性能数值分析可靠度分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

gfrp筋增强高混凝土重力坝数值研究

GFRP筋增强高混凝土重力坝数值研究

作者：马艳大连理工大学

学位级别：硕士

随着水利水电事业的迅猛发展,我国投入越来越多的的人力、物力、财力于水利建设之中。西部大开发战略带动了我国水利事业的快速前进,相对水力资源富足的西部就成为国家开发水电资源的首选基地,一批300m级的超高拱坝和200m级的高碾压混... 详细信息

随着水利水电事业的迅猛发展,我国投入越来越多的的人力、物力、财力于水利建设之中。西部大开发战略带动了我国水利事业的快速前进,相对水力资源富足的西部就成为国家开发水电资源的首选基地,一批300m级的超高拱坝和200m级的高碾压混凝土重力坝将在此进行建设。然而,西部地区处于我国高地震烈度带,如果坝工建筑物受到严重地震灾害而破坏,后果将不堪设想,危机到人民生命财产安全。混凝土重力坝的坝颈部位是典型的抗震薄弱环节,在地震荷载作用下很容易发生破坏,特别是对处于高地震烈度区的高混凝土坝。因此,对于我国这样的地质灾害多发国家,采取必要的结构增强措施以改善混凝土坝的抗震性能就成为坝工界亟待解决的重大问题。本文以某高碾压混凝土重力坝的挡水坝段为研究对象,主要探讨gfrp筋局部增强措施对重力坝抗震性能的改善效果。研究内容包括： (1)运用ANSYS软件建立无增强措施的重力坝有限元模型,进行材料非线性动力时程分析。讨论不同地震加速度峰值作用下,坝体混凝土裂缝分布形态、位移极值、加速度极值的变化规律,同时也为采用gfrp筋增强措施的重力坝动力响应提供对比依据。 (2)坝体混凝土选用MISO模型,采取gfrp筋坝颈增强措施,进行不同地震加速度峰值作用下的动力时程分析。将所得结果与无增强措施的重力坝情况进行对比,讨论gfrp筋增强措施对重力坝动力响应的影响。比较内容包括：坝体混凝土裂缝分布形态、位移极值、加速度极值、典型坝体应力分布。 (3)坝体混凝土选用MISO模型,采取钢筋坝颈增强措施,进行不同地震加速度峰值作用下的动力时程分析,并对比gfrp筋和钢筋两种措施下的重力坝动力响应。具体内容包括：位移极值、加速度极值、典型坝体应力分布以及gfrp筋和钢筋的最大轴向应力。 (4)坝体混凝土选用DP模型,进行不同地震加速度峰值作用下,坝体有无gfrp筋增强措施两种情况的动力时程分析,将所得结果进行对比,同时讨论DP模型与MISO模型对计算结果影响的不同。内容包括：坝体混凝土裂缝分布形态、位移极值、加速度极值以及gfrp筋的最大轴向应力。

关键词：抗震性能增强措施非线性动力时程分析 gfrp筋地震加速度峰值