GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受弯性能研究

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1、分类号:TU310710-2015128056硕士学位论文GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受弯性能研究王征导师姓名职称吴涛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5月31日学位授予单位长安大学StudyonFlexuralBehaviorofHigh-strengthLightweightConcreteBeamsReinforcedwithGFRPBarsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangZh

2、engSupervisor：Prof.WuTaoChang’anUniversity,Xi’an,China摘要玻璃纤维增强塑料(GlassFiberReinforcedPlastic，简称GFRP)筋抗拉强度高、抗腐蚀性能优越且价格较便宜，轻骨料混凝土具有轻质高强、耐腐蚀性能好、经济性优良等优点，两者结合使用可更好的解决钢筋混凝土结构钢筋腐蚀、耐久性较差的缺点。目前国内外对于FRP筋轻骨料混凝土结构的研究资料较少，为便于在工程实践中推广应用，有必要对其受力性能进行研究。本文以GFRP筋高强轻骨料混凝土梁受弯性能

3、试验为依托，对其两点对称静力加载下受弯性能进行分析，并提出了适用于FRP筋高强轻骨料混凝土梁的设计方法。主要研究内容如下：1.完成了9根GFRP筋高强轻骨料混凝土梁与钢纤维轻骨料混凝土梁的受弯性能试验，并与钢筋轻骨料混凝土梁受弯性能进行了对比。研究表明：相比钢筋轻骨料混凝土梁，GFRP筋轻骨料混凝土梁的受弯刚度较小，相同荷载作用下裂缝开展较快、裂缝宽度较宽且开展高度较高；掺入钢纤维可有效改善GFRP筋轻骨料混凝土梁的受弯性能，主要表现为：提高构件极限承载力约21.9%；增大构件受弯刚度，从而减小梁的挠度，使其基本

4、满足正常使用状态要求；减小荷载作用下裂缝宽度，但仍超过正常使用极限状态下的规范限值；相比钢筋轻骨料混凝土试件，GFRP筋轻骨料混凝土梁受弯延性较差，掺入钢纤维对其延性有所改善；但随着纵筋配筋率的增加，钢纤维对GFRP筋轻骨料混凝土梁受弯性能的改善效果逐渐减弱。2.基于《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB50608-2010)，考虑轻骨料混凝土与普通混凝土性能的差异，修正了GFRP筋轻骨料混凝土梁挠度与裂缝宽度计算公式；根据GFRP筋钢纤维轻骨料混凝土梁受弯试验结果，考虑钢纤维对其受弯性能的影响，提出了G

5、FRP筋钢纤维轻骨料混凝土梁受弯挠度与裂缝宽度的修正计算公式。3.通过对FRP筋轻骨料混凝土受弯构件的计算模型进行分析，考虑受压钢筋在FRP筋轻骨料混凝土梁中的作用，以及钢纤维对轻骨料混凝土受拉区的影响，建立了FRP筋轻骨料混凝土受弯构件极限承载力统一计算公式，并对FRP筋轻骨料混凝土受弯构件的设计提出建议。4.在FRP筋钢纤维轻骨料混凝土梁受弯挠度与裂缝宽度修正计算公式基础上，考虑受弯过程中挠度与裂缝各自的发展形态，分别分析了影响其正常使用挠度、裂缝宽度要求的因素，定义了安全储备系数，并提出了综合满足正常使用状

6、态挠度与裂缝宽度要求i的FRP筋轻骨料混凝土受弯构件设计方法。论文完成的相关工作，可为FRP筋混凝土结构相关标准的制定提供试验依据，同时丰富高强轻骨料混凝土的相关试验资料，促进轻骨料混凝土在国内工程中的实际应用，对FRP筋混凝土结构和轻骨料混凝土结构在工程实践中的应用都具有重要的理论意义。关键词：高强轻骨料混凝土，GFRP筋，受弯性能，承载力计算，正常使用性能，设计方法基金项目：国家自然科学基金《考虑尺寸效应的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能分析》（项目编号：51578072）；国家自然科学基金《基于贝叶斯理论

7、不同尺度样本空间下深受弯构件受剪概率模型》（项目编号：51708036）；陕西省自然科学基金《高强轻骨料混凝土梁抗震性能及模型化设计》（基金号：2016JM5070）iiAbstractGlassfiberreinforcedplastictendons(referredtoasGFRPbars)hashightensilestrength,excellentcorrosionresistanceandrelativelyaffordableprice.Andlightweightconcretehasthead

8、vantagesoflightweight,highstrength,goodcorrosionresistance,goodeconomy.Thecombinationofthetwocanbebettertosolvethecorrosionofreinforcedconcretestructuresandtheshortcomingsofpoordurability