玻璃纤维筋混凝土板件的力学行为的研究

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钢筋混凝土在工程中的出现和应用带来了建筑工程史上革命性的进步。但与此同时,也留下了诸多急需解决的问题。而这些问题中最主要的问题就是钢筋腐蚀问题。因此如何减少钢筋腐蚀引起的钢筋混凝土结构的损坏已经成为土木工程中最重要的课题之一。玻璃纤维筋(Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar,简称GFRP)具有较高的抗拉能力、良好的电磁绝缘性、较强的耐腐蚀能力以及较轻的自重等优点。于是人们把它作为了一种代替钢筋的优良材料。人们已经将它们应用于海上漂浮平台、海港码头、人行天桥、浮式栈桥、吊桥、磁悬浮列车轨道、边坡防护等。在国内对GFRP混凝土的应用也越来越多。最近的例子是把GFRP筋运用在成都地铁1号线——人民北路站至天府广场区间盾构工作井兼盾构施工中。本文的主要对象为玻璃纤维筋混凝土板件。主要通过对比已有实验,归纳并总结实验结论;分析玻璃纤维筋混凝土板件的力学行为(主要体现在玻璃纤维筋混凝土板件在受拉力、弯矩、作用下变形与破坏),研究它的破坏理论、破坏形态,分析它的破坏过程以及做出它在各个阶段的受力分析。并把GFRP筋混凝土板与普通钢筋混凝土板作比较,以便于更直观清晰的比较二者的异同,分清二者的优劣。另外,本文通过参照和修正钢筋混凝土板的计算理论,推导出了GFRP筋混凝土板的计算理论。具体包括GFRP筋混凝土板的开裂弯矩计算、极限抗弯能力计算、以及挠度计算三个方面的计算。从而为GFRP筋混凝土板件的设计提供了依据和参考。最后,本文利用有限元分析软件ANSYS模拟实验工况,进一步验证计算理论的可靠性。ANSYS分析中按照实际情况建模、选择合理的本构模型和计算参数,求解后得出具体的计算数值。这样就形成了实验值、理论值、ANSYS计算值三组数据的直接比较,得到更有说服力的结果。
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