【摘 要】
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钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性失效的首要原因,给世界各国带来巨额经济损失,2016年中国对交通、建筑、水利等30多个行业进行调查研究,初步统计结果表明我国钢筋锈蚀成本约占当年GDP的3.34%。为从根本上避免钢筋锈蚀的问题,材料替换方法被认为是最有效的技术途径,纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)具有质量轻、抗拉强度高、抗疲劳、耐腐蚀性好以及可设计性强的优点
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钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性失效的首要原因,给世界各国带来巨额经济损失,2016年中国对交通、建筑、水利等30多个行业进行调查研究,初步统计结果表明我国钢筋锈蚀成本约占当年GDP的3.34%。为从根本上避免钢筋锈蚀的问题,材料替换方法被认为是最有效的技术途径,纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)具有质量轻、抗拉强度高、抗疲劳、耐腐蚀性好以及可设计性强的优点,采用FRP筋替代传统钢筋作为混凝土结构的增强材料,避免钢筋锈蚀引起的耐久性问题,使结构不仅具备所需的承载能力,同时具有优良的耐久性,符合未来工程结构的发展方向。
目前,对于FRP筋混凝土梁的抗弯性能已有一些研究,但主要集中在普通混凝土FRP筋梁,对于高强混凝土梁的研究较少,因此本文对配置不同FRP筋普通及高强混凝土梁的受弯性能开展了研究,考察FRP筋种类、混凝土强度对梁受弯性能的影响规律,具体研究内容如下:
(1)基于ABAQUS有限元软件,建立了钢筋混凝土梁、CFRP及GFRP筋普通与高强混凝土梁的有限元分析模型,并与既有试验结果比较,验证了模型的正确性。
(2)对于FRP筋普通混凝土梁,通过有限元分析,研究了FRP纵筋种类与配筋率等参数对梁受弯性能的影响规律,详细分析了梁的破坏模式、荷载-跨中挠度曲线、开裂和极限荷载,与ACI440.1R-06和CSA S806-02等几种规范的预测结果进行了比较。
(3)为考察FRP筋高强混凝土梁与FRP筋普通混凝土梁的力学性能,分析了两类梁在破坏模式、荷载-跨中挠度曲线、开裂荷载、极限承载力方面的不同,结果表明混凝土强度影响不大,但FRP筋种类对梁抗弯性能的影响显著。
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