frp-混凝土组合梁受弯性能试验研究

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1、东南大学硕士学位论文FRP一混凝土组合梁受弯性能试验研究专业：结构工程硕士研究生：刘晓艳导师：孟少平教授朱虹副教授中国南京东南大学土木工程学院二。一。年五月本文受“十一五"国家科技支撑计划项目资助(2006BAJ03807)。EXPERIMENTALRESEARCHoNFLEXURALPERFoRMANCEoFFRP．CoNCRETECoMPoSITEBEAMADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiuXiaoyanSupervisedbyProf．

2、MengShaopingandAssociateProf．ZhuHongSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMay2010TheauthorswouldliketoacknowledgefinancialsupportsfromtheNationalKeyTechnologyR&DPrograminthellthFiveyearPlanofChina(No·2006BAJ03807)．学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：刻逸筵日期：丝!!：纽旦关于学位论文使用授权的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：划旦墓丝导师签名：日期

4、：礁f!：墨：也摘要FRP-混凝土组合梁受弯性能试验研究硕士研究生：刘晓艳指导教师：孟少平教授朱虹副教授纤维增强复合材料(FiberReinforcedPolymer，FRP)以其比强度高、比模量大、耐腐蚀、抗疲劳等优点而受到土木工程界的日益关注，将其用于土建交通基础设施中以解决日益严重的钢材锈蚀问题的相关研究工作近年来不断增多且逐渐深入。为了既充分发挥FRP受拉强度高、耐腐蚀的优点，又充分利用混凝土受压强度高的优点，国内外学者对FRP．混凝土组合结构的形式和性能进行了研究。本文以课题组提出的由混杂FRP模壳和钢筋混凝土内芯组成的FRP一混凝土组合梁为研究对象，基于前期的以纤维受力

5、为主的组合梁、纤维和钢筋承载力比例相当的组合梁的研究成果，确定以钢筋受力为主的FRP．混凝土组合梁(以下简称FRP—RC组合梁)为研究重点。这种组合梁具备高耐久性、高性价比、损伤可控等优点。基于以上思想，本文对钢筋受力为主的FRP．RC组合梁进行了受弯性能试验研究，主要内容如下：首先，在课题组前期手糊制作的混杂FRP模壳得到较理想试验结果的基础上，对FRP模壳的工业化生产工艺进行探索性研究，制备出了适应工业化生产的性能稳定的FRP模壳。同时，对拉挤成型的FRP板与混凝土界面的粘结性能进行试验研究，主要包括不同环氧树脂在水下养护条件下(模拟湿粘结潮湿环境)与混凝土的正拉粘结强度和四种

6、界面方式(湿粘结、FRP剪力键&湿粘结、金属剪力键＆湿粘结、粘石子)的剪切粘结强度，确定出最优的界面方式和最适宜的粘结树脂。对本文组合梁所用材料(BFI冲、钢丝、钢筋、混凝土)的力学性能进行了试验研究，并基于复合法则确定了钢丝复合BFRP的本构关系。通过对组合梁受弯性能的全过程分析，得到了组合梁的弯矩曲率关系；对FRP．混凝土组合梁的各种破坏模式进行分析，得到相应承载力的计算公式；对FRP．RC组合梁在钢筋屈服至FRP拉断阶段的截面刚度进行推导，并给出了计算公式。完成了2根钢筋混凝土对比梁、6根BFRP．RC组合梁以及2根钢丝复合BFRP．RC组合梁的受弯性能试验研究，对其荷载位移

7、关系、破坏模式、承载力、刚度、荷载应变关系等进行了较为深入的讨论和分析，证明了以钢筋受力为主的FRP．RC组合梁不仅延性好，而且具有良好、稳定并可设计的二次刚度；梁底纵摘要向FRP、钢筋和混凝土能良好地共同变形、协同工作，所有梁中FRP剪力键&湿粘结界面均是安全可靠的，能有效保证FRP与钢筋混凝土内芯共同工作，表明是一种可取的界面方式；将FRP．RC组合梁上述理论分析结果与试验值进行比较，计算公式能够较准确地预测组合梁的二次刚度和抗弯承载力，表明理论分析是正确可行的。