本书通过具体的试验和理论分析结果,介绍了预应力纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土结构关键力学性能的研究成果,旨在帮助读者具体了解预应力FRP筋混凝土结构的特点。
本书系统介绍了FRP筋锚具的研制、预应力FRP筋混凝土梁的应力损失研究以及预应力FRP筋混凝土梁的抗弯、抗剪和抗震性能研究,提供了相关试验结果和理论分析结果。书中还论述了FRP筋组合式锚具的锚固机理、预应力FRP筋混凝土梁有限元非线性分析基本问题的讨论,提供了相关理论分析结果和有限元参数分析结果。
本书内容具有系统性、理论性和实用性,可供土木类专业师生和广大科技人员参考。
随着结构的安全性和耐久性日益得到重视, 高性能纤维增强聚合物 (FRP)筋的研究和应用得以不断深入。 将 FRP 筋配置于混凝土结构内部或外部, 从而替代钢筋应用于恶劣的环境中而不被腐蚀, 是解决混凝土结构耐久性不足的有效途径之一, 具有广阔的应用前景。
在非预应力 FRP筋混凝土结构中, 由于 FRP筋的弹性模量相对较低, 结构的变形较大, 从而 FRP筋的高强度一般得不到有效发挥。 为了充分发挥 FRP筋轻质高强、 耐腐蚀和抗疲劳性能好的特点, 可以将 FRP 筋作为预应力筋用在各类结构中。 在发达国家, 将 FRP筋用作混凝土结构的预应力筋在2 0世纪8 0年代就得到了发展, 而我国在2 0世纪末2 1世纪初才刚刚起步。由于 FRP筋是线弹性材料, 而且横向抗剪强度较低, 人们自然对预应力FRP筋锚具、 预应力 FRP筋混凝土结构的抗弯、 抗剪和抗震性能非常关心。
本书作者在国家自然科学基金 (项目编号: 5 1 3 0 8 0 2 8, 5 1 3 7 8 0 4 6)、 北京市教育委员会科技计划一般项目基金 (项目编号: KM2 0 1 6 1 0 0 1 6 0 1 2) 及北京节能减排关键技术协同创新中心的资助下, 紧紧围绕预应力 FRP 筋混凝土结构这一主题,开展了一系列的试验研究和理论与数值分析工作。
本书共9章, 主要内容包括: 绪论, FRP 筋组合式锚具的锚固机理, FRP筋夹片 粘结型锚具的研制, FRP筋夹片 套筒型锚具的研制, 预应力 FRP 筋混凝土梁的应力损失研究, 预应力 FRP筋混凝土梁有限元非线性分析基本问题的讨论, 预应力 FRP筋混凝土梁抗弯性能的研究, 预应力 FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究, 预应力 FRP筋混凝土梁抗震性能的研究。 其中, 第1章由王作虎和詹界东共同撰写, 第2~4章由詹界东撰写, 第5~9章由王作虎撰写。 全书由王作虎统稿。
本书可供土木工程及相关专业的研究人员、 工程技术人员、 规范编制人员以及学生参考使用。
王作虎,博士,博士后,讲师,现任教于北京建筑大学土木与交通学院,主要从事于结构加固和大型复杂结构的施工过程模拟方面的研究。主持国家自然科学基金1项,北京市教委基金1项,参与国家自然科学基金重点项目和北京市自然科学基金多项。发表学术论文20余篇,其中EI检索13篇。
詹界东,博士,东北石油大学土木建筑工程学院教授,国家一级注册结构工程师,黑龙江省发改委评标专家库专家,黑龙江省建设工程专项施工方案论证专家。主要从事工程设计、预应力施工、项目管理和土木工程专业的教学和科研工作。参加国家“十一五”科技支撑项目、国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金项目、黑龙江省教育厅项目和省科技攻关项目等20余项,出版论著4部,发表科研论文20余篇,申请专利5项。
前言
第1章 绪论
1 .1 研究背景
1 .2 FRP材料的特点
1 .3 FRP在结构工程中的应用
1 .4 国内外研究现状
1 .4 .1 预应力 FRP筋锚具
1 .4 .2 预应力 FRP筋混凝土梁结构的延性
1 .4 .3 预应力 FRP筋混凝土梁的抗弯性能
1 .4 .4 预应力 FRP筋混凝土梁的抗剪性能
1 .4 .5 预应力 FRP筋混凝土梁的长期性能
1 .5 主要研究内容
第2章 FRP筋组合式锚具的锚固机理
2 .1 锚固系统的技术要求
2 .2 锚具系统的失效模式
2 .3 夹片 粘结型锚具的锚固机理
2 .3 .1 开发思路
2 .3 .2 锚固机理
2 .4 夹片 套筒型锚具的锚固机理
2 .4 .1 预紧时受力分析
2 .4 .2 预紧卸载后受力分析
2 .4 .3 锚固时受力分析
2 .5 小结
第3章 FRP筋夹片 粘结型锚具的研制
3 .1 锚具设计与制作
3 .1 .1 锚具设计
3 .1 .2 锚具的加工制作
3 .2 静载试验内容及方案
3 .2 .1 试验设备及测试内容
3 .2 .2 加载程序
3 .3 第一批静载试验结果及分析
3 .3 .1 试验试件
3 .3 .2 试验结果及分析
3 .4 第二批静载试验结果及分析
3 .4 .1 试验试件
3 .4 .2 试验结果及分析
3 .5 动载试验
3 .5 .1 试验内容及方案
3 .5 .2 试验结果
3 .6 小结
......
第9章 预应力FRP筋混凝土梁抗震性能的研究
9 .1 预应力 FRP筋混凝土梁抗震性能试验研究
9 .1 .1 试验梁的设计
9 .1 .2 试验结果与分析
9 .1 .3 试验研究结论
9 .2 预应力 FRP筋抗震性能的有限元分析
9 .2 .1 有限元建模过程与求解
9 .2 .2 有限元结果分析
9 .3 有限元参数分析
9 .3 .1 预应力筋的种类
9 .3 .2 预应力筋的配筋率
9 .3 .3 非预应力筋的配筋率
9 .3 .4 预应力度
9 .3 .5 混凝土强度
9 .3 .6 预应力筋的粘结情况
9 .3 .7 初始张拉力
9 .4 预应力 FRP筋混凝土梁的恢复力模型
9 .4 .1 恢复力模型的研究现状
9 .4 .2 预应力 FRP筋混凝土梁的恢复力模型计算
9 .4 .3 模型计算值与试验值的对比
9 .5 小结
参考文献