FRP筋鋼纖維高強混凝土梁受彎性能與設計方法研究

《FRP筋鋼纖維高強混凝土梁受彎性能與設計方法研究》是依託鄭州大學，由朱海堂擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：FRP筋鋼纖維高強混凝土梁受彎性能與設計方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱海堂
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

針對鋼筋混凝土梁鋼筋鏽蝕、易開裂和FRP筋混凝土梁裂縫過寬、變形過大等關鍵問題，通過短期和長期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁受彎試驗和數理統計、非線性有限元、塑性理論、結構時變理論等方法，分析FRP筋用量、鋼纖維類型及其摻量、鋼纖維高強混凝土層厚、混凝土強度、受荷齡期等因素對FRP筋鋼纖維高強混凝土梁開裂、裂縫寬度、剛度、延性及承載力的影響，提出梁的承載力塑性計算和受彎全過程數值模擬方法，研究梁的裂縫擴展、變形增大和受彎失效機制及其時變規律，建立FRP筋鋼纖維高強混凝土梁開裂荷載、裂縫寬度、短期和長期剛度、受彎承載力和延性的力學模型，提出相應的計算方法以及滿足安全和適用性要求的FRP筋適宜配筋率、鋼纖維合理摻量、界限鋼纖維高強混凝土層厚等構造要求。預期成果對豐富和發展FRP筋混凝土結構、纖維混凝土結構設計理論，推動FRP筋和鋼纖維高強混凝土的工程套用具有重要的理論意義和實用價值。

結題摘要

針對鋼筋混凝土梁鋼筋鏽蝕、易開裂和FRP筋混凝土梁裂縫過寬、變形過大等關鍵問題，進行了8根短期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁、16根不同荷載水平長期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁和10根短期荷載作用下FRP筋鋼纖維部分增強混凝土梁的受彎性能試驗，研究了短期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁的受彎破壞形態與破壞特徵和長期使用荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁裂縫寬度與撓度的時變規律，分析了FRP筋用量、鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土層厚、長期荷載持荷水平等因素對FRP筋鋼纖維高強混凝土梁受彎性能的影響，並與鋼筋鋼纖維高強混凝土梁、FRP筋高強混凝土梁的受彎性能進行了對比。在試驗研究的基礎上，基於結構設計原理和鋼纖維對高強混凝土的增強增韌機理，提出了短期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁和FRP筋鋼纖維部分增強混凝土梁的裂縫寬度、撓度及受彎承載力計算方法；考慮混凝土徐變和FRP筋應力鬆弛特點，提出了長期荷載作用下FRP筋鋼纖維高強混凝土梁的裂縫、變形計算方法。研究成果對豐富和發展FRP筋混凝土結構和鋼纖維混凝土結構計算理論，推動FRP筋和鋼纖維高強混凝土在嚴酷環境下土木工程中的套用具有重要的理論意義和套用價值。