玻璃纖維（GFRP）筋混凝土構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、為解決在盾構(gòu)端頭井盾構(gòu)進(jìn)、出洞時(shí)盾構(gòu)切割傳統(tǒng)的鋼筋混凝土圍護(hù)樁困難、工藝復(fù)雜和安全性差等問(wèn)題而采用的一種混凝土結(jié)構(gòu)物新型加強(qiáng)筋材料——GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋(玻璃纖維筋)。與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、無(wú)磁性、質(zhì)量輕、熱傳導(dǎo)和電傳導(dǎo)能力低和可切割性容易等優(yōu)點(diǎn)。但是GFRP筋物理、力學(xué)性能與鋼筋差異很大，它的彈性模量小，是典型的脆性材料，直到斷裂前應(yīng)力-應(yīng)變都表現(xiàn)出

2、良好的線性關(guān)系，因此傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和施工方法不能直接用于GFRP筋混凝土結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)對(duì)GFRP筋混凝土的研究?jī)H僅停留在起步的試驗(yàn)階段，尚無(wú)應(yīng)用實(shí)例。 本文的研究?jī)?nèi)容作為成都地鐵盾構(gòu)端頭井GFRP筋混凝土圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的重要組成部分，在GFRP筋拉伸試驗(yàn)、GFRP筋與混凝土的粘結(jié)錨固試驗(yàn)和GFRP筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地研究了GFRP筋混凝土構(gòu)件正截面承載力理論： 1．對(duì)GFRP筋進(jìn)行拉伸力學(xué)試

3、驗(yàn)，在概率統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)抗拉力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)方法及其怎樣抽樣進(jìn)行了探討。 2．通過(guò)GFRP筋與混凝土的粘結(jié)錨固拉式試驗(yàn)，研究了GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能影響因素，基于影響因素的統(tǒng)計(jì)回歸分析，建立了安全、經(jīng)濟(jì)和合理的錨固長(zhǎng)度計(jì)算方法。 3．對(duì)比了GFRP筋混凝土和鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)，兩者具有不同的破壞機(jī)理。GFRP筋混凝土彎曲梁和壓彎柱試驗(yàn)具有共同的破壞形態(tài)，即當(dāng)配筋率小于平衡配筋率時(shí)，受拉區(qū)GFRP

4、筋拉斷(簡(jiǎn)稱(chēng)受拉破壞)；當(dāng)配筋率大于平衡配筋率時(shí)，受壓區(qū)混凝土邊緣壓碎(簡(jiǎn)稱(chēng)受壓破壞)。雖然都為脆性破壞，但是受壓破壞，與鋼筋混凝土適筋構(gòu)件的破壞基本類(lèi)似，既具有較高的承載力，又具有較明顯的預(yù)兆性。因此GFRP筋混凝土構(gòu)件應(yīng)設(shè)計(jì)為受壓破壞模式。同時(shí)，主要研究了配筋率對(duì)正截面承載力的影響，其承載力隨配筋率的增大而增大。 4．對(duì)GFRP筋混凝土構(gòu)件正截面承載力進(jìn)行全過(guò)程受力分析，基于平截面假定和力的平衡，在把混凝土受壓區(qū)曲線應(yīng)力圖形