gfrp筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能分析

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1、分类号:TU310710-2015128040硕士学位论文GFRP筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能分析侯翔宇导师姓名职称刘伯权教授申请学位类别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月11日学位授予单位长安大学ExperimentalonFlexuralBehaviorofSteelFiberHigh-StrengthLightweightAggregateConcreteBeamswithGFRPAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HouXi

2、angyuSupervisor：Prof.LiuBoquanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要FRP筋（FiberReinforcedPloymerRebar）具有质量轻、耐腐蚀等特点，彻底解决了钢筋腐蚀产生的耐久性问题。广泛应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程、地下工程中。高强轻骨料混凝土具有质量轻、耐久性高、抗冻性好、保温隔热性能优异的特点，通过掺入钢纤维可明显改善高强轻骨料混凝土脆性。目前，在FRP筋高强轻骨料混凝土构件层次研究开展较少，因此，有必要展开GFRP筋高强轻骨料混凝土梁的受弯性能研究。为研究GF

3、RP筋高强轻骨料混凝土梁的受弯性能，完成10根GFRP筋高强轻骨料混凝土梁试验，重点分析纵筋种类、GFRP筋配筋率、GFRP筋直径及钢纤维掺入对构件受力性能的影响。运用Abaqus有限元软件完成数值模拟，系统分析轻骨料混凝土强度、钢纤维掺入率、保护层厚度、构件截面形式等变量对GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受力性能的影响。研究表明：1.GFRP筋高强轻骨料混凝土梁跨中荷载-位移曲线分为混凝土开裂前与开裂后两个阶段，呈现出双线性，曲线在混凝土开裂后直至破坏呈现线性。同等条件下，提高配筋率及添加钢纤维均可降低同荷载条件下混凝土压应变及跨中挠度，延缓刚度

4、退化及裂缝发展速度，减小正常使用状态下的最大裂缝宽度；2.混凝土强度等级的提升及钢纤维的掺入，均可提高构件的开裂荷载和极限荷载，混凝土强度的提升对构件极限承载力影响更加明显，钢纤维达到0.6%掺入量以上时，对开裂荷载影响显著，对于构件极限承载力影响程度降低；3.相比于钢筋混凝土梁，GFRP筋高强轻骨料混凝土梁若要满足正常使用状态下的挠度限值应采用更大的截面高度，并建议GFRP筋高强轻骨料混凝土梁截面高宽比取值为1.25~4；4.根据变形协调关系建立适用于GFRP筋高强轻骨料混凝土梁的界限受压区高度、界限配筋率及正截面承载力公式，并与试验结果进行

5、对比，验证公式合理性。论文完成的GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受弯性能的研究，对于深入了解此类结构特性，指导工程中结构的设计，推动新型材料在工程实际中的应用具有重要价值。关键词：GFRP筋；高强轻骨料混凝土；受弯性能；钢纤维；数值模拟iAbstractComparedwiththewidelyusedrebarincivilengineering,FRP(FiberReinforcedPloymerRebar)hasmanycharacteristicslikelightweight,lowelasticmodulus,linearelastic

6、ityandcorrosionresistance.TheworkperformanceoftheFRPconcreteflexuralmembersundernormalconditionsisthepreconditionfortheapplicationofFRPtotheactualproject.High-strengthlight-weightaggregateconcretehaslighterweight,higherdurability,betterfrostresistance,andbetterthermalinsulat

7、ionthanordinaryconcrete.However,ithasthedisadvantagesoflowelasticmodulusandobviousbrittleness.Thedefectsofhighstrengthlightweightaggregateconcretecanbeobviouslyimproved,byaddingsteelfiber.Atpresent,thereislessresearchonthestructureofhighstrengthlightweightaggregateconcretewi

8、thFRPreinforcement.Therefore,itisnecessarytodeveloptheflexuralperformanceof