【摘 要】
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其轻质、高强、耐腐蚀等优点而被广泛应用到工程建设之中。利用FRP筋代替钢筋作为混凝土中的增强材料,可以有效解决钢筋的锈蚀问题。高粉煤灰掺量自密实混凝土(High-Volume Fly Ash Self-Compacting Concrete,简称HVFA-SCC),具有高性能、免振捣、可持续发展的优势,在实际工程应用
【基金项目】
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国家自然科学基金,玄武岩纤维复合筋增强自密实纤维混凝土桥面板力学性能及计算理论研究,2017/01-2020/12,项目编号:51678149; 广东省普通高校基础研究与应用基础研究重点项目,玻璃纤维复合筋增强海砂-自密实混凝土预制构件关键技术研究,项目编号:2018KZDXM068;
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其轻质、高强、耐腐蚀等优点而被广泛应用到工程建设之中。利用FRP筋代替钢筋作为混凝土中的增强材料,可以有效解决钢筋的锈蚀问题。高粉煤灰掺量自密实混凝土(High-Volume Fly Ash Self-Compacting Concrete,简称HVFA-SCC),具有高性能、免振捣、可持续发展的优势,在实际工程应用中具有较大潜力。相比传统钢筋混凝土材料,FRP筋增强HVFA-SCC是一种更可持续的建筑材料,然而发挥这种新型复合材料优势的前提是FRP筋和HVFA-SCC具有良好的协同工作性能。因此,充分研究FRP筋增强HVFA-SCC的粘结滑移和拉伸刚化性能具有重要意义。本文在总结已有研究成果的基础上,通过直接拔出试验和两端拉伸试验研究FRP筋增强HVFA-SCC的粘结滑移和拉伸刚化性能。具体研究内容如下:(1)通过7种工况下共计21个试件的直接拔出试验,探讨筋材类型、筋材直径、筋材表面缠绕高度和混凝土材料四个参数对FRP筋增强HVFA-SCC粘结滑移性能的影响,对试件的粘结破坏模式、粘结强度和粘结-滑移曲线进行分析,同时采用压电传感技术监测试验过程中筋材和混凝土的粘结破坏模式和粘结破坏过程。(2)根据直接拔出试验结果,提出FRP筋增强HVFA-SCC粘结强度计算公式,并依此计算FRP筋增强HVFA-SCC的基本锚固长度7)((6(7)。应用Malvar模型、mBPE模型和CMR模型对FRP筋增强混凝土试件的粘结滑移行为进行预测,对比分析每种模型的预测准确度。(3)通过15个试件的两端拉伸试验,探讨筋材类型、筋材直径、筋材表面缠绕高度、配筋率和混凝土材料五个参数对FRP筋增强HVFA-SCC拉伸刚化性能的影响,并对试件的开裂过程、裂缝间距和裂缝宽度进行讨论和分析。(4)根据两端拉伸试验结果,应用规范推荐的公式对FRP筋增强HVFA-SCC的拉伸刚化性能、裂缝间距和裂缝宽度进行计算,分析并讨论每种公式的预测准确性,并对准确性较低的公式做出评价或修改意见。
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