《混凝土梁中GFRP筋抗拉強度演化機理研究》是依託武漢理工大學，由何雄君擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：混凝土梁中GFRP筋抗拉強度演化機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何雄君
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土木工程基礎設施以鋼筋作為受力筋的鋼筋混凝土結構，由於鋼筋的鏽蝕導致其功能提前退化或失效，不僅造成巨大的經濟損失，而且成為重大安全隱患。因此，如何採用性價比優越的GFRP筋有效替代或部分替代鋼筋，提高土木工程基礎設施耐久性具有重要理論和現實意義。本項目針對GFRP筋混凝土耐久性基礎研究的控制問題，即受持續應力、帶工作裂紋混凝土梁受環境作用引起其中GFRP筋抗拉強度演化機理作為研究主題：主要研究其GFRP筋抗拉強度加速試驗短期行為；受環境作用GFRP筋聚合物基體玻璃軟化溫度及鹼性等物質擴散特徵；在此基礎上進一步研究形成實際運營環境混凝土梁中GFRP筋壽命期長期抗拉強度多參數隨機變化的半可靠性機率型預測理論模型。目的為GFRP筋混凝土結構設計規範或指南中GFRP筋抗拉強度確定及改善耐久性設計奠定一定的理論及套用基礎。
結題摘要
土木工程基礎設施以鋼筋作為受力筋的鋼筋混凝土結構，由於鋼筋的鏽蝕導致其功能提前退化或失效，不僅造成巨大的經濟損失，而且成為重大安全隱患。因此，如何採用性價比優越的GFRP筋有效替代或部分替代鋼筋，提高土木工程基礎設施耐久性具有重要理論和現實意義。對處於實際服役混凝土環境下GFRP筋抗拉性能的退化規律進行了較為系統地研究，主要分析了浸泡溶液（鹼性溶液、自來水）、環境溫度（20℃、40℃、60℃）、彎曲荷載水平（0、25%）、工作裂縫、侵蝕時間（40天、90天、180天、300天）等因素對GFRP筋耐久性能的影響。同時結合掃描電子顯微鏡（SEM）和差示掃描量熱法（DSC）等手段從微觀角度對老化試驗前後GFRP筋進行觀察與分析，在此基礎上對混凝土環境中GFRP筋抗拉強度的退化機理進行了研究。環境溫度的升高加速了混凝土環境中GFRP筋抗拉強度的退化速率，且溫度越高，加速趨勢越明顯。持續荷載對混凝土環境環境中GFRP筋抗拉強度的退化程度有一定的影響，且隨著溫度的升高，持續荷載所造成退化的效果愈加顯著；在無持續荷載混凝土環境下，工作裂縫對GFRP筋抗拉強度的影響較小，隨著持續荷載水平的增加，GFRP筋抗拉強度退化速率加快，且有工作裂縫混凝土環境比無工作裂縫混凝土環境的退化趨勢更加明顯。另外，為了準確預測混凝土環境下GFRP筋抗拉性能退化規律，基於Fick定律預測模型，通過引入含時間函式的隨機變數，充分考慮基本可變數的不確定性，建立了混凝土環境下GFRP筋長期抗拉強度半機率可靠性預測模型。通過將試驗數據與模型預測值進行對比分析，驗證了所推導的考慮不確定因素的半機率可靠性預測模型的準確性；為真實混凝土環境下GFRP筋的抗拉強度預測及服役壽命預估提供了數據支持和理論依據。
