纤维束增强复合材料纤维筋棒的破坏研究

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该文用细观的方法从理论上研究了道路、桥梁等混凝土结构增强用及斜拉索用玻璃纤维筋棒(FRP Rebar)的破坏机理,对纤维筋棒的静力破坏和疲劳破坏提出了合理的假设,建立了有效、实用的理论计算模型.为了得到纤维筋棒的破坏强度,进行了一系列的试验,得到了有价值的数据.用FORTRAN77进行了编程计算,计算结果与试验结果吻合较好.玻璃纤维筋棒是一种新型的纤维束增强复合材料.由于对用长纤维制作而成的纤维筋棒及其增强混凝土结构等的研究在国外八十年代末<[1-3]>才开始,该文就纤维筋棒的破坏进行了一些理论研究.针对纤维筋棒的破坏特点,文中提出了破坏柱元的概念.考虑到纤维束中一根断纤维对所有环绕其的未断纤维都有影响,而不仅仅是对最邻近一环纤维,提出了载荷距离加权局部分配法则.在给出确定计算柱元长度的方法的基础上,用统计方法建立了纤维筋棒的统计破坏(强度)理论,通过编程作了理论计算.最后,该文研究了纤维筋棒的疲劳破坏机理,依据"试件的静态强度分布和疲劳寿命分布是属于同级的两参数Weibull分布"和"在周期应力下,材料的残余强度单调递减"的假设,推出了疲劳和残余强度损耗模型,并讨论了其中参数的确定方法,最后指出了此模型的局限性,并且推出了一个含自由参数的损耗模型的表达式.另外,在纤维筋棒的破坏强度的试验中,采用了不同的试验方法,论证了纤维筋棒的夹持方法的重要性.夹持方法的不同对试验得出的破坏强度的影响很大,总结出了进行纤维筋棒破坏试验的有效方法,用这种方法获得了纤维筋棒破坏试验的试验数据,并为工程中纤维筋棒有效的锚固方法提供了有用的参考.
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