BFRP筋海砂混凝土梁受剪性能试验研究

摘要

我国经济飞速发展，各类建设工程规模不断扩大，混凝土使用量巨大，建筑用砂供不应求凸显河砂资源日益衰竭的现状，从环境保护以及经济效益上考虑具有丰富储量的海砂资源化趋势不可避免。但海砂中含有较高含量的氯离子直接使用于混凝土中容易引起钢筋锈蚀、混凝土耐久性破坏的“海砂屋”现象。国内外学者针对海砂混凝土耐久性能进行了研究，并提出了淡化法、阻锈剂法及电化学保护法等应用海砂资源的方法。玄武岩纤维筋(BFRP筋)既具有钢筋的高强特性，又具有耐腐蚀的特点，特别对含氯离子的环境极不敏感，将BFRP筋直接应用于海砂混凝土结构可以显著地提高混凝土材料的耐腐蚀性能，从而极大的改变混凝土材料一直不能直接利用海砂作为骨料的局限。
　　FRP筋混凝土的研究目前主要集中在FRP筋混凝土构件受弯性能上，对受剪性能研究较少。研究表明:FRP筋与混凝土的粘结力沿纵筋方向呈非线性分布并小于钢筋与混凝土粘结力;FRP筋弹性模量相对较小，FRP筋混凝土梁的挠度、裂缝的发展及宽度要比钢筋混凝土快;FRP筋混凝土梁受弯破坏与分为少筋破坏、适筋破坏及超筋破坏三种形态;FRP筋无腹筋梁抗剪能力的影响因素有混凝土强度、纵筋配筋率及剪跨比。美国、加拿大、以及日本等国家均建立了FRP筋混凝土的设计规范，现有无腹筋FRP筋混凝土抗剪承载力计算公式可以分为两类:第一类是在钢筋混凝土构件抗剪承载理论基础上修正得到的，第二类是建立在修正压力场理论的抗剪承载力计算公式。
　　本文主要对BFRP筋海砂混凝土梁受剪性能进行研究，进行BFRP筋海砂混凝土梁的受剪性能试验，包括无腹筋梁（10根）与有腹筋梁（6根）两组试验。通过观察实验过程中各梁裂缝发展情况并记录部分裂缝宽度，通过计算机采集其FRP筋应变、挠度以及加载荷载;总结其主要破坏形态，分析试验梁荷载-挠度曲线规律，分析混凝土强度、纵筋配筋率、剪跨比以及配箍率对BFRP筋海砂混凝土梁抗剪承载力的影响;最后通过分析和总结，并结合现有设计规范，对BFRP筋海砂混凝土抗剪承载力计算公式进行修正，为工程实践提供一定的设计指导。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 海砂资源化

1．2 海砂应用研究

1．2．1 海砂应用现状

1．2．2 滥用海砂的危害

1．2．3 海砂处理技术

1．3 海砂混凝土研究现状

1．3．1 海砂的性质研究

1．3．2 海砂混凝土的力学性能研究

1．3．3 海砂混凝土的耐久性能研究

1．4 BFRP筋混凝土

1．4．1 BFRP筋性能

1．4．2 FRP筋混凝土国外研究现状

1．4．3 FRP筋混凝土国内研究现状

1．5 本文主要研究内容和方法

1．5．1 研究目的与意义

1．5．2 研究内容

第二章 BFRP筋海砂混凝土梁受剪承载力理论分析

2．1 钢筋混凝土构件受剪性能研究理论

2．2 FRP筋混凝土梁受剪性能研究理论

2．3 FRP筋混凝土梁抗剪承载力计算公式

2．3．1 FRP筋混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算公式

2．3．2 FRP筋混凝土有腹筋梁抗剪承载力计算公式

第三章 BFRP筋海砂混凝土梁受剪性能试验研究

3．1 引言

3．2 BFRP筋海砂混凝土梁受剪试验

3．2．1 材料性能

3．2．2 试件设计

3．2．3 试件加工

3．2．4 试件加载

3．2．5 数据采集

3．3 试验结果与分析

3．3．1 试验现象

3．3．2 破坏形态

3．4 BFRP筋海砂混凝土梁荷载与挠度关系

3．4．1 荷载-挠度曲线

3．4．2 各因素对挠度影响

3．5 纵筋和箍筋应变

3．5．1 无腹筋梁纵筋应变

3．5．2 有腹筋梁纵筋和箍筋应变

3．6 影响BFRP筋海砂混凝土梁抗剪承载力的因素

3．6．1 混凝土强度的影响

3．6．2 纵筋配筋率的影响

3．6．3 剪跨比的影响

3．6．4 配箍率的影响

3．6 本章小结

第四章 BFRP筋海砂混凝土梁抗剪承载力计算

4．1 前言

4．2 BFRP筋海砂混凝土梁抗剪承载力计算

4．2．1 BFRP箍筋承担的剪力

4．2．2 BFRP筋海砂混凝土抗剪承载力

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的相关学术论文

声明

致谢

附录