BFRP筋增強混凝土偏心受壓短柱力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是致使混凝土結(jié)構(gòu)耐久性變差的主導(dǎo)因素，而采用纖維增強塑料（Fiber Reinforced Plastic，簡稱為FRP）筋代替鋼筋是避免混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕問題的有效方法，其中玄武巖纖維增強塑料（BFRP）筋輕質(zhì)高強、綠色環(huán)保、耐久性好、生產(chǎn)成本低，極具研究價值。
　　目前，關(guān)于BFRP筋的拉伸性能研究、BFRP筋與混凝土間的粘結(jié)性能以及BFRP筋應(yīng)用于受彎構(gòu)件中的研究已經(jīng)比較完善，但是針對BFRP筋受壓性能方面的研究及

2、其在壓彎構(gòu)件中應(yīng)用的研究相對薄弱。鑒于此，為了促進這一新型復(fù)合材料在實際工程中的應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)越的力學(xué)性能，本文進行了BFRP筋拉伸性能、壓縮性能試驗以及BFRP筋混凝土偏心受壓柱力學(xué)性能試驗，并在此基礎(chǔ)上進行了BFRP筋混凝土柱設(shè)計計算方法的研究。論文的主要的研究內(nèi)容與成果包括以下幾部分：
　　1、BFRP筋拉伸性能試驗研究。研究直徑變化對BFRP筋拉伸性能的影響，觀察破壞形態(tài)，測得BFRP筋的抗拉強度、拉伸彈性模量以及拉伸

3、應(yīng)力-應(yīng)變曲線。試驗結(jié)果表明：BFRP筋拉伸破壞形態(tài)有兩種，分別是“炸裂式”以及“不完全劈裂式”破壞；BFRP筋拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈線性，BFRP筋破壞無征兆，是一種脆性材料；直徑的變化對抗拉強度的影響沒有明顯的規(guī)律，BFRP筋的抗拉強度應(yīng)該是多因素作用的結(jié)果；BFRP筋抗拉強度遠高于鋼筋，但是其拉伸彈性模量很低，實際應(yīng)用中需考慮BFRP筋強度利用率、結(jié)構(gòu)變形和裂縫問題。
　　2、BFRP筋壓縮性能試驗研究。研究直徑和長細比變化對

4、BFRP筋抗壓性能的影響，觀察破壞形態(tài)，測得BFRP筋的抗壓強度、抗壓彈性模量以及壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線。試驗結(jié)果表明：BFRP筋共出現(xiàn)4種壓縮破壞形態(tài)，即剪切破壞、劈裂破壞、壓碎破壞和屈曲破壞；試驗的BFRP筋極限抗壓強度約為極限抗拉強度的55％左右；試驗測得的BFRP筋壓縮彈性模量在44.5～51.8 MPa之間，同BFRP筋的拉伸彈性模量（45.07～49.34MPa）接近；BFRP筋的抗壓強度和極限壓應(yīng)變隨著長細比的增大呈現(xiàn)降低趨勢，

5、但長細比對彈性模量并無影響；長細比一定時，BFRP筋抗壓強度隨著直徑的增大而逐漸減小，極限壓應(yīng)變也隨直徑增大而減小；不同長細比下BFRP筋壓縮彈性模量隨直徑的變化沒有明顯的規(guī)律可循。
　　3、BFRP筋混凝土柱偏心受壓試驗研究。試驗通過7根BFRP筋混凝土偏心受壓柱力學(xué)性能試驗，分析破壞形態(tài)，測量柱中截面的應(yīng)變分布、柱中側(cè)向撓度、BFRP縱筋及混凝土的應(yīng)變，研究混凝土強度、縱筋配筋率、偏心距對BFRP筋混凝土偏心受壓柱的開裂荷載、

6、極限荷載、側(cè)向變形、裂縫寬度等的影響。試驗結(jié)果表明：BFRP筋混凝土偏壓柱的破壞特征均為混凝土壓碎破壞；正截面應(yīng)變滿足平截面假定；構(gòu)件的極限承載力隨著偏心距的增大而減小，隨著單側(cè)配筋率的增大而有所增大；混凝土強度的提高可以顯著提高構(gòu)件的極限承載力。當荷載一定時，偏心距越大，構(gòu)件的側(cè)向變形越大；配筋率越小，構(gòu)件的側(cè)向變形越大；混凝土強度越大，構(gòu)件的側(cè)向變形越小；偏心距、配筋率以及混凝土強度同樣對混凝土應(yīng)變以及BFRP縱筋強度利用率有著顯著