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《长沙理工大学》 2015年
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FRP筋混凝土界面的疲劳粘结性能及寿命预测方法研究

安磊  
【摘要】:纤维增强复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic)筋以其强度高、重量轻、免锈蚀和抗疲劳性能好等优异性能极有希望成为处于恶劣自然环境下混凝土结构中传统钢筋的潜在替代品。FRP筋与混凝土能否正常工作,两者的界面粘结性是关键的技术问题。目前国内外针对FRP筋混凝土界面静力粘结性能研究已取得丰富的成果,而针对FRP筋混凝土界面的疲劳粘结性能研究较少,为了使其研究成果进一步完善,对FRP筋混凝土界面的疲劳粘结性能及相应的寿命预测值具有重大的实用价值。本文依托国家自然科学基金资助项目对FRP筋活性粉末混凝土(RPC)界面的疲劳粘结性能进行了试验研究。主要的研究内容及其相应的研究成果如下:(1)根据常幅荷载作用下CFRP筋混凝土界面疲劳性能的试验研究,得到荷载循环次数、锚固长度、应力水平和应力幅值对CFRP筋粘结式锚具组装件的荷载滑移曲线和钢套筒应变的影响,探究了疲劳荷载对CFRP筋轴向动应变的影响,对比了疲劳前后粘结式锚具组装件静载试验的破坏形式、极限承载力、荷载滑移曲线、CFRP筋刚度和钢套筒应变等,最后得到了疲劳寿命预测曲线和临界锚固长度计算式。(2)结合公路桥梁的随机变幅疲劳荷载谱,研究了随机疲劳荷载作用下CFRP筋混凝土界面的疲劳性能,得到荷载循环次数和锚固长度对对粘结式锚具组装件的荷载滑移曲线和钢套筒应变的影响,探究了随机循环疲劳荷载对CFRP筋轴向动应变的影响,通过随机疲劳后的静载试验对比了疲劳前后粘结式锚具组装件的破坏形式、极限承载力、荷载滑移曲线、CFRP筋刚度和钢套筒应变等,最后得到了随机疲劳寿命预测曲线、临界锚固长度计算式和CFRP筋的疲劳损伤演化规律。(3)采用ANSYS对粘结式锚具组装件的疲劳性能进行了分析。研究了锚固长度、应力水平和应力幅值对组装件疲劳寿命的影响,对比试验结果在一定程度上验证了该理论分析的正确性。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU528

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