纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)筋材作为一种新型环保复合材料,具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、电磁绝缘等优点,已逐渐成为土木、水利以及交通等领域相关工程结构设计中的一种潜在筋材。然而,FRP筋材在实际工程结构中的应用研究时间相对较短,人们对其在实际环境服役时的性能劣变及退化机理的认知还不够全面,这些因素已成为阻碍其在工程中大量投入使用的核心问题。此外,为进一步发挥FRP筋高抗拉强度的优势,将其与高强混凝土结合,形成配置FRP筋高强混凝土构件,可在提高构件承载能力的同时有效提升其耐久性能。因此,开展配置FRP筋高强混凝土梁长期性能退化研究具有一定的实际意义与工程价值。鉴于此,本文依托国家自然科学基金项目(51578267和51878319)并结合国内外以及本课题组已有研究成果,分别从材料、构件两个层次开展了不同侵蚀环境下混凝土内BFRP、GFRP筋耐久性能试验和配置FRP(BFRP、GFRP)筋的高强混凝土梁长期性能试验,对比分析了侵蚀前后两类FRP筋与配置FRP筋的高强混凝土梁的自身性能和退化规律,并结合试验数据对侵蚀环境下配置FRP筋的高强混凝土梁受弯承载力进行时变可靠度分析,主要工作内容和研究成果如下:1、在材料层次方面,对不同侵蚀环境下混凝土内BFRP、GFRP筋的耐久性能开展了试验研究与预测分析。将BFRP/GFRP筋埋置于混凝土梁内,而后将梁分别置于大气环境和加速侵蚀环境(外置电极加速Cl~-侵蚀)中,两种侵蚀周期为1年,以探究侵蚀环境对混凝土内两类FRP筋力学性能的影响及其退化规律。研究结果表明:FRP筋的受侵蚀是一个从外部逐渐向内部不断深入的过程;对于大气环境和加速侵蚀环境作用后混凝土内FRP(BFRP、GFRP)筋,其弯曲、剪切以及拉伸性能均出现不同程度退化;对于混凝土内BFRP筋,大气环境下其弯曲、剪切以及抗拉强度分别下降了13.1%、12.4%和12.5%,加速侵蚀环境下则分别降低了22.8%、21.6%和22.3%;对于混凝土内GFRP筋,大气环境下其弯曲、剪切以及抗拉强度分别降低了8.7%、7.9%和7.7%,加速侵蚀环境下则分别降低了12.7%、11.1%和9.9%;两种侵蚀环境下GFRP筋力学性能的退化程度均低于BFRP筋;利用Arrhenius公式和Fib bulletin(40)提供的方法对大气环境下混凝土内GFRP筋的长期性能进行预测,结果表明,服役100年后其抗拉强度保留率为51.0%。2、在构件层次方面,对加速侵蚀(加速方式和侵蚀周期与材料层次一致)作用下配置BFRP/GFRP筋高强混凝土梁长期性能开展了试验研究和理论计算,对比分析了加速侵蚀作用、配筋种类及形式、混凝土强度等级(CF50和C30)等因素的影响。试验和分析结果表明:对于加速侵蚀作用,加速侵蚀后混凝土抗压强度出现了5%~10%的上升,试验梁开裂弯矩出现了6~10%的增长(混凝土强度是影响开裂弯矩的主要因素),试验梁跨中挠度未超过规范限定值(正常使用荷载下);对于配筋种类与形式,加速侵蚀后试验梁极限弯矩退化率由大到小的顺序为:纯钢筋梁>配置BFRP筋梁>配置GFRP筋(12mm)梁>纯GFRP筋梁>配置GFRP筋(16mm)梁,双层配筋梁也有上述变化规律;对于混凝土强度等级,在加速侵蚀作用下,适当增加混凝土强度等级,可使梁内FRP筋拉伸性能充分利用,在提高梁承载能力的同时有效提升其耐久性能;加速侵蚀后CF50试验梁最大挠度平均保留率(92.7%)大于C30试验梁(88.0%);加速侵蚀后试验梁的最大裂缝宽度随混凝土强度等级的提升而减小。3、采用数值计算手段,对加速侵蚀作用后高强混凝土梁受弯承载力进行了时变可靠度评估。计算结果表明:钢筋高强混凝土梁的时变可靠度退化速度明显快于配置GFRP筋高强混凝土梁,其中当可靠度指标退化至3.2时,钢筋高强混凝土梁需要27年,而配置GFRP高强混凝土梁则为47年;对于梁来说,当混凝土强度等级从C30提升至CF50时,其时变可靠指标也随之升高,且该现象在配置GFRP筋混凝土梁上更为明显。