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钢筋腐蚀一直是传统钢筋混凝土结构的一个重要课题,解决钢筋锈蚀问题的一个有效办法是采用包括玻璃钢筋(GFRP筋)在内的新型纤维塑料筋代替钢筋。 与钢筋相比玻璃钢筋除了有很好的耐腐蚀性能外,还有抗拉强度高、容重较小、热膨胀系数与混凝土相近等优点,但其弹性模量较低,仅为钢筋的1/5左右。目前玻璃钢筋增强混凝土的很多力学性能并不明确,在应用方面的设计指导也不多,本文针对玻璃钢筋增强呋喃树脂混凝土梁做了一些力学实验及理论方面的研究。 (1) 将玻璃钢筋视为横观各向同性材料,推导了GFRP筋增强混凝土劈裂失效的细观力学模型,分析了玻璃钢筋周围混凝土开裂时的应力及其分布情况,得到了裂纹数量、开裂半径与玻璃钢筋/混凝土界面周围应力的定量关系。 (2) 通过对GFRP筋增强树脂混凝土普通梁和预应力梁进行四点弯曲实验,表明:利用玻璃钢筋作为增强筋在强度方面是可以满足要求的;对玻璃钢筋施加预应力来减小挠度,提高混凝土的开裂强度,以及缩小裂纹宽度是非常必要也是很有效的。 (3) 对钢筋增强水泥混凝土的挠度预测经验公式ACI 318-2002进行了修正,用于预测玻璃钢筋增强呋喃树脂混凝土梁在开裂前后的挠度。 (4) 利用有限元数值方法模拟玻璃钢筋树脂混凝土梁加载的过程,计算表明树脂混凝土材料模型的确定以及本构关系的选择是模拟精度的关键。