环境与荷载作用下GFRP筋混凝土柱的受压性能

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文环境与荷载作用下GFRP筋混凝土柱的受压性能作者姓名：薛禹入学年份：2013年9月指导教师：孙丽教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：邓德全答辩委员会组成：邓德全张曰果秦桂娟宋岩升孙立晔李冰张皓论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要新型纤维增强复合材料FRP筋，以其轻质、高强、电磁中性以及优异的耐腐蚀性能，成为新一代土木工程结构材料，可以根据不同纤维种类

2、在一些特殊环境中代替传统的钢筋。FRP筋被用来替代钢筋可以解决钢筋锈蚀的根本问题。在FRP筋广泛投入到实际工程使用当中，我们必须对其材料性能加以充分研究。本文作者制作了16根GFRP筋混凝土柱，对其分成两组，一组做腐蚀溶液全浸泡试验，腐蚀溶液分为碱溶液和人工海水溶液，每种溶液中放置四根混凝土柱，试验周期30天，共120天。另一组考虑到实际环境混凝土柱的受力情况，将构件浸泡在两种腐蚀溶液中并同时对其加以持续荷载，试验周期30天，共90天。观察腐蚀现象研究其腐蚀机理。通过受压试验研究腐蚀前后混凝土极限柱承载力、破坏形态以及构件的的混凝土、GFRP筋

3、以及箍筋各项性能的变化情况。试验结果表明：对于腐蚀溶液全浸泡试验，随着腐蚀时间的增加，混凝土柱腐蚀愈加严重，极限承载力下降。构件表面有晶体析出，箍筋锈蚀明显，混凝土表面出现起砂现象。在受压试验中，GFRP筋混凝土柱应变随着荷载的增加二者基本呈现线性关系直至破坏。混凝土柱破坏形态分为轴压破坏和劈裂破坏。但是随着浸泡时间的增加劈裂破坏的出现概率增大，这主要是由于溶液对于变截面等薄弱部位的腐蚀所致；随着腐蚀时间的增加，柱子纵向位移增大，腐蚀120天后，箍筋应变随荷载增加变化幅度最大，混凝土峰值应变最大。施加荷载作用的GFRP混凝土柱相对于未施加荷载的

4、混凝土柱，碱溶液中承载力先降低后升高，GFRP筋混凝土柱在腐蚀120天后的纵向位移与荷载应变曲线斜率要大于未施加持续荷载的曲线，说明施加荷载轴心柱的刚度大于未施加荷载轴心柱的刚度。人工海水溶液中，施加荷载的GFRP筋混凝土柱承载力先降低后升高，GFRP筋、混凝土以及箍筋应变在相同荷载条件下变小。荷载位移曲线的斜率增大，这主要是因为在GFRP筋混凝土柱受压试验之前，已经成承受前期荷载。通过本文的探索与研究，为FRP筋混凝土柱的试验研究提供了一些借鉴，为全面深入的研究FRP筋与混凝土的耐久性奠定了基础。关键词：GFRP筋；腐蚀环境；腐蚀环境和荷载耦

5、合作用；轴心受压；耐久性II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThenewtypematerial,fiberreinforcedplastic——FRP,whichhasthequalityoflight,highstrengthandElectromagneticneutralandcorrosionresistance,itisbecominganewgenerationofcivilengineeringstructurematerials.FRPbarisusedtoreplacesteel

6、corrosionreinforcementcansolvethefundamentalproblem.WithFRPbarwidelyusedinpracticalengineering,wemustbefullyresearchofthematerialperformance.Inthispaper,theauthorproduced16GFRPreinforcedconcretecolumns,theyweredividedintotwogroups,onegroupisusedtodofullimmersiontest,andtheco

7、rrosionsolutionisdividedintothealkalisolutionandartificialseawatercorrosionsolution,fourcolumnsofconcretewereplacedineachsolutionoffullimmersiontest,whichcycledfor30days,lasted120days.Inviewoftheconcretecolumnsactualenvironment,anothergroupsoakedtheartifactsintwokindsofcorro

8、sionsolutionandcontinuedtoloadthematthesametime,thetestcycleis30days,lasted