纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP筋)具有抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、熱膨脹系數(shù)與混凝土相近等優(yōu)點(diǎn),可以在復(fù)雜的環(huán)境中代替鋼筋用于混凝土結(jié)構(gòu)中,因而在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。在低溫環(huán)境下,FRP筋與混凝土之間良好的粘結(jié)性能是保證FRP筋與混凝土之間荷載有效傳遞和共同作用的重要前提,因此低溫環(huán)境FRP筋與混凝土粘結(jié)性能是一個(gè)重要的研究課題。采用GFRP筋作為研究材料,在低溫環(huán)境下通過梁式拉拔試驗(yàn)對GFRP筋與混凝土之間的粘結(jié)性能進(jìn)行了探索,研究主要內(nèi)容如下:(1)分析了FRP筋與混凝土的粘結(jié)機(jī)理,探討影響FRP筋與混凝土粘結(jié)性能的主要因素,具體包括FRP筋的類型、混凝土抗壓強(qiáng)度、FRP筋的表面構(gòu)造、FRP筋的直徑、保護(hù)層厚度、徑向約束力、粘結(jié)長度以及外界環(huán)境。研究分析了幾種FRP筋混凝土的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系模型的適用范圍及條件,為本試驗(yàn)研究提供理論依據(jù)。(2)自主研發(fā)了低溫下力學(xué)加載試驗(yàn)箱。該裝置的性能優(yōu)勢在于:在對試驗(yàn)箱內(nèi)的試件實(shí)現(xiàn)降溫保溫有效控制的同時(shí),利用聯(lián)通在箱外的配重加載裝置以及測試系統(tǒng),達(dá)到同步實(shí)現(xiàn)對箱內(nèi)試件的力加卸載和應(yīng)變數(shù)據(jù)采集的目標(biāo),從而為本研究提供試驗(yàn)條件支撐。(3)對低溫環(huán)境下GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能進(jìn)行了研究。研究表明,隨著溫度的降低,在相同荷載作用下,GFRP筋與混凝土滑移量減小了17%~50%,GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能隨著溫度的下降而提高。試驗(yàn)同時(shí)還研究了低溫環(huán)境中,粘結(jié)長度和GFRP筋直徑變化對GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能的影響,結(jié)果表明在溫度相同時(shí),增大GFRP筋與混凝土的粘結(jié)長度,兩者間的滑移增大了26%~40%,GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能隨著粘結(jié)長度的增大而減弱;減小GFRP筋的直徑,GFRP筋與混凝土的滑移減小了11%,GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能隨著GFRP筋直徑的減小而增強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

（a）操作配重 （b）操作插車圖 3.7 配重加載示意圖表 3.5 配重級數(shù)及質(zhì)量配重級數(shù)（由下至上）一級 二級 三級 四級 五級 六級 七級 八級第一層質(zhì)量（kg） 230 237 233 427 433 429 430 431第二層質(zhì)量（kg） 225 233每級墊板質(zhì)量（kg） 9 9 9 9 9 9每級總質(zhì)量（kg） 230 471 475 427 442 438 439 440累計(jì)質(zhì)量（kg） 230 701 1176 1603 2045 2483 2922 33623.3.3 試驗(yàn)箱制冷裝置分為低溫試驗(yàn)箱和液氮，試驗(yàn)過程中通過應(yīng)變片測量應(yīng)變，超低溫試驗(yàn)箱如圖 3.8 所示，實(shí)物圖詳見圖 3.9，超低溫試驗(yàn)箱的主要參數(shù)包括：

（g） 對設(shè)備進(jìn)行操作 （h） 數(shù)據(jù)顯示圖 3.9 超低溫試驗(yàn)箱外觀3.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（1）TDS-530本試驗(yàn)采用的應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀為 TDS-530 型高速靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，見圖3.10，是日本東京測器研究所生產(chǎn)的一種全自動的多通道數(shù)據(jù)采集儀。主要技術(shù)參數(shù)包括：1）最多測量 1000 點(diǎn)；2）適用測量項(xiàng)目：應(yīng)變、DC 電壓、熱電偶和鉑電阻；3）測量范圍：±測量范圍：±鉑電；4）最高分辨率：0.1μ 辨；5）采樣速度：采集 1000 點(diǎn)的時(shí)間僅為 0.4 秒；6）測量數(shù)據(jù)能夠存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲卡中；7）電源：AC 85~250V 50/60Hz。

（a）主機(jī) （b）擴(kuò)展箱圖 3.10 TDS-530 高速靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3.4 本章小結(jié)比較研究了兩種粘結(jié)性能測試試驗(yàn)的方法的優(yōu)劣，簡述了低溫梁式試驗(yàn)的計(jì)、澆筑以及試驗(yàn)加載方案；為試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研究提供參考依據(jù)。具體結(jié)論括：（1） 結(jié)合現(xiàn)有試驗(yàn)條件和試驗(yàn)要求，為在低溫箱中形成溫度與荷載耦合用，采用梁式試驗(yàn)方案作為本試驗(yàn)中針對 FRP 筋與混凝土的粘結(jié)性能試驗(yàn)方案（2） 作為研究團(tuán)隊(duì)的主要成員，自主設(shè)計(jì)研發(fā)了超低溫力學(xué)加載試驗(yàn)裝一套，利用其可以實(shí)現(xiàn)力加載與溫度控制和應(yīng)變測試的獨(dú)立同步進(jìn)行，為實(shí)現(xiàn)課題研究提供了條件。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張衛(wèi)東;王振波;孫文彬;;FRP筋與混凝土粘結(jié)性能研究進(jìn)展[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2015年09期

2 謝劍;李海瑞;李會杰;;超低溫下鋼筋與混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)研究[J];冰川凍土;2014年03期

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本文編號：2825735