GFRP筋抗压力学性能试验研究.pdfVIP

第36卷第4期 河海大学学报(自然科学版) V01．36No．4 2008年7月 Joumal《Hohai Sciences) Jul．2008 Unjversity(Natural GFRP筋抗压力学性能试验研究 周继凯，杜钦庆，袁明亮，李根鑫 (河海大学土木工程学院，江苏南京210098) 摘要：设计了GFRP筋抗压试验方案，通过试验研究了不同柔度G矸【P筋的抗压力学性能．结果表 明：GFRP筋的抗压破坏可以划分为3种，即强度破坏、非弹性失稳破坏和弹性失稳破坏；GFRP筋极 限抗压强度小于极限抗拉强度，约为极限抗拉强度的55％；Gn口筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量 大．在进行GFRP筋抗压力学性能试验时，为防止局部破坏，试件端部应有良好的约束；为确定极限 抗压强度设计曲线，应进行试件柔度对临界应力的影响试验． 关键词：玻璃纤维增强塑料(Gn讲)；抗压试验；力学性能；柔度；失稳 中图分类号：TU377．9 文献标识码：A 文章编号：1000—1980(2008)04一0542一04 以纤维质和树脂合成的新材料(FRP)，具有非磁性、抗腐蚀性、高抗拉强度和低密度等优点，可以解决电 磁影响和钢材的锈蚀问题，是钢筋混凝土结构中钢筋的理想替代品． n心筋是各向异性材料，只在加强纤维方向具有高抗拉强度．这种各向异性的特点与普通钢筋不同，因 此，当用FRP筋替代钢筋时，设计理念也应随之而变¨J．研究表明，FRP筋的抗压强度均比抗拉强度低．但对 受压弹性模量和受拉弹性模量来讲，有的结论是前者低，有的结论则相反【2训．由于n谬的弹性模量低于钢 筋，在受压破坏的计算中，FRP对混凝土结构的抗压贡献很小，因此FRP筋不宜当作柱或其他抗压构件的钢 筋使用，也不宜当作受弯构件的抗压钢筋使用．但是，随着新材料、新结构的推广，采用FRP筋的混凝土结构 越来越多，结构中FRP筋会不可避免地承受压力，FRP的抗压能力应该受到重视，但常常被忽略【3刮． 玻璃纤维增强塑料(GFRP)是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型材料，同碳纤维增强复合材料 广阔的应用前景【5-8j，并已应用于煤巷临时加固和永久边坡加固工程【州0I． FRP筋抗压力学性能的研究难点是没有标准的试验方法．本文在对试验方法进行研究的基础上，对 GⅡ啦筋的抗压力学性能进行了研究． 1试验方法 GFRP筋抗压加载设备采用普通液压材料试验机，手动控制加载．加载采用力加载方式，加载率约为 10 kN／IIlin．试件安装后，加载直至破坏．试验记录破坏荷载及试件破坏形式． GFRP筋由南京奥沃科技发展有限公司生产提供，为全螺纹玻璃纤维增强塑料筋．试验用GFRP筋直径 为17姗，树脂含量为25％，玻璃纤维含量为75％． 试件分端部加套管和不加套管2种形式，部分试件见图1． 对比试验结果表明，不加套管试件在较大的长度范围受压破坏时总是在端部发生局部破坏，承载力与试 件长度无关，趋于一定值；而加套管试件，因端部受到保护，试验结果合理．最后确定，GF即筋抗压试验试件 采用端部加套管方案． 正式试验试件的长度从50咖到550 HⅡn，以约50mm递进，共计35个试件．试件端部套管采用镀锌钢 z砌． 管，根据GFRP筋的直径选择其规格，内径比G邢P筋的直径大l～2mm，壁厚2．5姗，长度取20 收稿日期：20cr7—08一17 基金项目：广东省交通科技项目(2004一17) 作者简介：周继凯(19r70一)，男，安徽全椒人，副教授，博士，主要从事结构工程研究 万方数据 第4期 周继凯，等GFRP筋抗压力学性能试验研究 543 图l受压试件类型 ng．1Dp