基于混杂配筋混凝土梁抗扭性能研究

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文混杂配筋混凝土梁抗扭性能研究姓名：曾铭申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：屈文俊20070601摘要钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀是造成结构耐久能力降低最根本的因素。为了提高钢筋混凝土结构的耐久性，学者们提出了用纤维增强聚合物筋(FRPBar)取代钢筋用于混凝土结构，但由于FRP筋的低弹性模量和线弹性的应力一应变关系，导致FlIP筋构件的脆性破坏特征及使用状态下过大的裂缝宽度和挠度，这些缺点限制了它在土木工程领域的推广应用。课题组提出的混杂配筋截面形式，即在截面易受腐蚀的区域(通常为截面角区)，使用FRP筋代替钢筋。

2、这样使结构既具有良好的耐久性能，又克服了纯FRP筋混凝土构件使用性能差的缺点。本课题组己对混杂配筋混凝土结构抗弯及抗剪性能作过研究，本文的主要目的是研究混杂配筋混凝土梁的抗扭性能。首先依据混杂配筋的基本思想，提出了混杂抗扭截面配筋形式，然后分析综述了经典抗扭计算模型与计算理论，在基本假定的基础上，依据斜压力场一变角空间桁架计算模型并考虑混凝土的软化，采用逐步递增混凝土表面应变的非线性分析方法，编制出混杂配筋梁受纯扭全过程计算分析程序，得出了受扭构件从受荷到构件破坏全过程的内力变形关系，对构造的抗扭混杂配筋截面梁进行了模拟试验分析，分析结果如下：1．纯

3、FRP筋受扭构件开裂后，在形成新的受力机制之前往往就已经由于裂缝宽度过大而破坏。2．混杂配筋混凝土梁受扭除了会因为混凝土斜杆被压碎而破坏，还可能会因裂缝宽度过大而破坏，引入最大裂缝参数毋。。，作为梁是否会因裂缝宽度过大而破坏的标准。3．混杂配筋梁极限扭矩较相同配筋率的钢筋混凝土梁要低，其抗扭承载力主要取决于纵筋与箍筋的配筋率。4．通过对纵筋等效配筋率和箍筋配筋率以及总配筋率的限制，可以保证混杂配筋梁不会发生少筋破坏或裂缝宽度过大破坏。为了便于工程实际运用，通过引入配筋模量比r和GFRP箍筋强度修正系数争推导出混杂配筋混凝土梁抗扭承载力计算公式，其计算

4、结果与程序计算值符合良好，并与现行规范中钢筋混凝土梁抗扭承载力计算公式有较好的衔接。摘要关键词：混杂配筋混凝土梁，纤维增强聚合物筋，耐久性，抗扭承载力，全过程分析程序nAbstractABSTRACTThecorrosionofreinforcingsteelrebarsembeddedinconcreteisthekeyfactorleadstothedeclineofthedurabilityofreinforcedconcretestructures．Toimprovethedurabilityofreinforcedconcretestruc

5、tures，replacingsteelbarswithfiberreinforcedpolymerbars(FRPbars)isproposedbyresearchers．Butlowelasticmodulusandlinearelasticstress—strainrelationshipofFRPbar1cadtothecharacteristicofbrittlefailureandexcessivecrackwidthanddeflectionofFRPbarreinforcedconcretemembers，SOtheapplicati

6、onofFRPbarincivilengineeringisrestricted．Inthissituation，thehybridreinforcingstyleisproposedbyourresearchgroup．ItissuggestedthatsteelreinforcementsbereplacedwithFRPreinforcementsonlyinthecorrodibleregion(usuallyinthecornerofthecrosssection)．Itnotonlyhastheadvantageofgooddurabil

7、ity,butalsoovercomesthedisadvantageofpoorserviceabilityofFRPstructures．Flexuralandshearbehaviorofhybridreinforcedconcretebeams(HRCB)havebeenstudiedbyourresearchgroup．ThemainpurposeofthisthesisistostudythebehaviorofHRCBsubjectedtopuretorsion．Firstofall，ahybridreinforcingstylefor

8、torsionalmembersissuggestedaccordingtothebasichybridre