玻璃纖維（GFRP）筋混凝土構件正截面承載力設計方法研究.pdf

1、為解決在盾構端頭井盾構進、出洞時盾構切割傳統(tǒng)的鋼筋混凝土圍護樁困難、工藝復雜和安全性差等問題而采用的一種混凝土結構物新型加強筋材料——GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋(玻璃纖維筋)。與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強度高、抗腐蝕性能好、無磁性、質量輕、熱傳導和電傳導能力低和可切割性容易等優(yōu)點。但是GFRP筋物理、力學性能與鋼筋差異很大，它的彈性模量小，是典型的脆性材料，直到斷裂前應力-應變都表現出

2、良好的線性關系，因此傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構分析、設計和施工方法不能直接用于GFRP筋混凝土結構。目前我國對GFRP筋混凝土的研究僅僅停留在起步的試驗階段，尚無應用實例。 本文的研究內容作為成都地鐵盾構端頭井GFRP筋混凝土圍護樁結構設計方法的重要組成部分，在GFRP筋拉伸試驗、GFRP筋與混凝土的粘結錨固試驗和GFRP筋混凝土構件試驗的基礎上系統(tǒng)地研究了GFRP筋混凝土構件正截面承載力理論： 1．對GFRP筋進行拉伸力學試

3、驗，在概率統(tǒng)計的基礎上對抗拉力學指標進行了計算，并對其標準化檢測方法及其怎樣抽樣進行了探討。 2．通過GFRP筋與混凝土的粘結錨固拉式試驗，研究了GFRP筋與混凝土的粘結性能影響因素，基于影響因素的統(tǒng)計回歸分析，建立了安全、經濟和合理的錨固長度計算方法。 3．對比了GFRP筋混凝土和鋼筋混凝土構件試驗，兩者具有不同的破壞機理。GFRP筋混凝土彎曲梁和壓彎柱試驗具有共同的破壞形態(tài)，即當配筋率小于平衡配筋率時，受拉區(qū)GFRP

4、筋拉斷(簡稱受拉破壞)；當配筋率大于平衡配筋率時，受壓區(qū)混凝土邊緣壓碎(簡稱受壓破壞)。雖然都為脆性破壞，但是受壓破壞，與鋼筋混凝土適筋構件的破壞基本類似，既具有較高的承載力，又具有較明顯的預兆性。因此GFRP筋混凝土構件應設計為受壓破壞模式。同時，主要研究了配筋率對正截面承載力的影響，其承載力隨配筋率的增大而增大。 4．對GFRP筋混凝土構件正截面承載力進行全過程受力分析，基于平截面假定和力的平衡，在把混凝土受壓區(qū)曲線應力圖形