本書通過具體的試驗和理論分析結果,介紹了預應力纖維增強聚合物(FRP)筋混凝土結構關鍵力學性能的研究成果,旨在幫助讀者具體了解預應力FRP筋混凝土結構的特點。
本書系統(tǒng)介紹了FRP筋錨具的研制、預應力FRP筋混凝土梁的應力損失研究以及預應力FRP筋混凝土梁的抗彎、抗剪和抗震性能研究,提供了相關試驗結果和理論分析結果。書中還論述了FRP筋組合式錨具的錨固機理、預應力FRP筋混凝土梁有限元非線性分析基本問題的討論,提供了相關理論分析結果和有限元參數分析結果。
本書內容具有系統(tǒng)性、理論性和實用性,可供土木類專業(yè)師生和廣大科技人員參考。
隨著結構的安全性和耐久性日益得到重視, 高性能纖維增強聚合物 (FRP)筋的研究和應用得以不斷深入。 將 FRP 筋配置于混凝土結構內部或外部, 從而替代鋼筋應用于惡劣的環(huán)境中而不被腐蝕, 是解決混凝土結構耐久性不足的有效途徑之一, 具有廣闊的應用前景。
在非預應力 FRP筋混凝土結構中, 由于 FRP筋的彈性模量相對較低, 結構的變形較大, 從而 FRP筋的高強度一般得不到有效發(fā)揮。 為了充分發(fā)揮 FRP筋輕質高強、 耐腐蝕和抗疲勞性能好的特點, 可以將 FRP 筋作為預應力筋用在各類結構中。 在發(fā)達國家, 將 FRP筋用作混凝土結構的預應力筋在2 0世紀8 0年代就得到了發(fā)展, 而我國在2 0世紀末2 1世紀初才剛剛起步。由于 FRP筋是線彈性材料, 而且橫向抗剪強度較低, 人們自然對預應力FRP筋錨具、 預應力 FRP筋混凝土結構的抗彎、 抗剪和抗震性能非常關心。
本書作者在國家自然科學基金 (項目編號: 5 1 3 0 8 0 2 8, 5 1 3 7 8 0 4 6)、 北京市教育委員會科技計劃一般項目基金 (項目編號: KM2 0 1 6 1 0 0 1 6 0 1 2) 及北京節(jié)能減排關鍵技術協同創(chuàng)新中心的資助下, 緊緊圍繞預應力 FRP 筋混凝土結構這一主題,開展了一系列的試驗研究和理論與數值分析工作。
本書共9章, 主要內容包括: 緒論, FRP 筋組合式錨具的錨固機理, FRP筋夾片 粘結型錨具的研制, FRP筋夾片 套筒型錨具的研制, 預應力 FRP 筋混凝土梁的應力損失研究, 預應力 FRP筋混凝土梁有限元非線性分析基本問題的討論, 預應力 FRP筋混凝土梁抗彎性能的研究, 預應力 FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究, 預應力 FRP筋混凝土梁抗震性能的研究。 其中, 第1章由王作虎和詹界東共同撰寫, 第2~4章由詹界東撰寫, 第5~9章由王作虎撰寫。 全書由王作虎統(tǒng)稿。
本書可供土木工程及相關專業(yè)的研究人員、 工程技術人員、 規(guī)范編制人員以及學生參考使用。
王作虎,博士,博士后,講師,現任教于北京建筑大學土木與交通學院,主要從事于結構加固和大型復雜結構的施工過程模擬方面的研究。主持國家自然科學基金1項,北京市教委基金1項,參與國家自然科學基金重點項目和北京市自然科學基金多項。發(fā)表學術論文20余篇,其中EI檢索13篇。
詹界東,博士,東北石油大學土木建筑工程學院教授,國家一級注冊結構工程師,黑龍江省發(fā)改委評標專家?guī)鞂<遥邶埥〗ㄔO工程專項施工方案論證專家。主要從事工程設計、預應力施工、項目管理和土木工程專業(yè)的教學和科研工作。參加國家“十一五”科技支撐項目、國家自然科學基金、黑龍江省自然科學基金項目、黑龍江省教育廳項目和省科技攻關項目等20余項,出版論著4部,發(fā)表科研論文20余篇,申請專利5項。
前言
第1章 緒論
1 .1 研究背景
1 .2 FRP材料的特點
1 .3 FRP在結構工程中的應用
1 .4 國內外研究現狀
1 .4 .1 預應力 FRP筋錨具
1 .4 .2 預應力 FRP筋混凝土梁結構的延性
1 .4 .3 預應力 FRP筋混凝土梁的抗彎性能
1 .4 .4 預應力 FRP筋混凝土梁的抗剪性能
1 .4 .5 預應力 FRP筋混凝土梁的長期性能
1 .5 主要研究內容
第2章 FRP筋組合式錨具的錨固機理
2 .1 錨固系統(tǒng)的技術要求
2 .2 錨具系統(tǒng)的失效模式
2 .3 夾片 粘結型錨具的錨固機理
2 .3 .1 開發(fā)思路
2 .3 .2 錨固機理
2 .4 夾片 套筒型錨具的錨固機理
2 .4 .1 預緊時受力分析
2 .4 .2 預緊卸載后受力分析
2 .4 .3 錨固時受力分析
2 .5 小結
第3章 FRP筋夾片 粘結型錨具的研制
3 .1 錨具設計與制作
3 .1 .1 錨具設計
3 .1 .2 錨具的加工制作
3 .2 靜載試驗內容及方案
3 .2 .1 試驗設備及測試內容
3 .2 .2 加載程序
3 .3 第一批靜載試驗結果及分析
3 .3 .1 試驗試件
3 .3 .2 試驗結果及分析
3 .4 第二批靜載試驗結果及分析
3 .4 .1 試驗試件
3 .4 .2 試驗結果及分析
3 .5 動載試驗
3 .5 .1 試驗內容及方案
3 .5 .2 試驗結果
3 .6 小結
......
第9章 預應力FRP筋混凝土梁抗震性能的研究
9 .1 預應力 FRP筋混凝土梁抗震性能試驗研究
9 .1 .1 試驗梁的設計
9 .1 .2 試驗結果與分析
9 .1 .3 試驗研究結論
9 .2 預應力 FRP筋抗震性能的有限元分析
9 .2 .1 有限元建模過程與求解
9 .2 .2 有限元結果分析
9 .3 有限元參數分析
9 .3 .1 預應力筋的種類
9 .3 .2 預應力筋的配筋率
9 .3 .3 非預應力筋的配筋率
9 .3 .4 預應力度
9 .3 .5 混凝土強度
9 .3 .6 預應力筋的粘結情況
9 .3 .7 初始張拉力
9 .4 預應力 FRP筋混凝土梁的恢復力模型
9 .4 .1 恢復力模型的研究現狀
9 .4 .2 預應力 FRP筋混凝土梁的恢復力模型計算
9 .4 .3 模型計算值與試驗值的對比
9 .5 小結
參考文獻