【摘 要】
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)具有抗拉强度高、强重比高、耐腐蚀性好等优异性能。使用FRP筋替代混凝土结构中的钢筋,可以解决钢筋混凝土结构的腐蚀问题。但由于FRP筋是一种线弹性材料,仅配置FRP筋作为纵筋的混凝土梁破坏形式为脆性破坏。同时由于FRP筋弹性模量较低、粘结性能较弱,结构易于产生较大的变形与裂缝。因此,研究人员提出在混凝土梁中同时配置线弹性的F
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)具有抗拉强度高、强重比高、耐腐蚀性好等优异性能。使用FRP筋替代混凝土结构中的钢筋,可以解决钢筋混凝土结构的腐蚀问题。但由于FRP筋是一种线弹性材料,仅配置FRP筋作为纵筋的混凝土梁破坏形式为脆性破坏。同时由于FRP筋弹性模量较低、粘结性能较弱,结构易于产生较大的变形与裂缝。因此,研究人员提出在混凝土梁中同时配置线弹性的FRP筋与弹塑性的钢筋以提升混凝土梁的受弯性能。目前的FRP筋相关研究多集中于CFRP与GFRP,而对AFRP的相关研究还比较少。AFRP的弹性模量高,耐磨性好,适合作为混凝土结构的筋材。本文通过建立有限元模型,研究了同时配置AFRP筋与钢筋作为受拉筋的混凝土梁的受弯性能,并分析了其破坏模式与承载能力。本文的研究内容如下:
(1)基于现有试验研究的几何属性与材料性能,建立了混合配筋混凝土梁的有限元模型。数值模拟的结果表明,本文所建立的模型准确性较高,可以预测混合配筋混凝土梁的受弯承载力,可以近似反映其荷载-跨中位移关系
(2)基于有限元模型,分析了混凝土抗压强度、纵筋种类、纵筋直径与混合配筋率对混合配筋混凝土梁抗弯性能的影响规律。
(3)依据混凝土梁破坏时钢筋、FRP筋、受压区混凝土的不同状态,划分了混合配筋混凝土梁受弯破坏的三种不同破坏模式,并分别给出了界定不同破坏模式的FRP筋与钢筋的界限配筋率。
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