FRP包覆筋增强混凝土力学特性分析与实验研究

依据对钢筋和FRP筋各自不足的研究，提出FRP包覆筋增强混凝土新结构。本项研究对包覆筋从微结构设计到界面强度表征到整体结构力学特性，进行系统的理论分析、数值计算和实验测试，提出可用于工程的设计准则以及给出相应的力学性能参数。此项研究充分运用复合材料理论知识和工艺水平，为使FRP能够广泛应用于工程结构提供理论和技术基础。 2100433B

通过集中荷载作用下纤维增强聚合物（FRP）筋混凝土双向板的冲切破坏试验，研究FRP筋用量、边长比、荷载作用位置、混凝土强度等因素对FRP筋混凝土双向板开裂、破坏形态、FRP筋应力状态、冲切承载力以及冲切延性的影响；利用弹性薄板理论、非线性有限元、塑性极限分析以及数理统计等方法，在考虑FRP筋弹性模量、极限抗拉强度及其粘结性能特点的基础上，分析FRP筋混凝土双向板在任意点集中荷载作用下的剪力分布,建立FRP筋混凝土双向板冲切破坏机理和计算模型，提出FRP筋混凝土双向板极限冲切承载力的塑性解和冲切破坏的全过程数值模拟方法。在试验研究和理论分析的基础上，提出FRP筋混凝土双向板开裂荷载、变形、冲切承载力的计算方法。本项目对丰富和发展FRP筋混凝土双向板设计理论，推动FRP筋在水利、港口、海洋等严酷环境下工程中的应用具有重要的理论意义和实用价值。 2100433B

通过本项目研究，将明确在各种因素（轴压比、剪跨比、配筋率和柱截面形状等）下FRP约束对高强钢筋混凝土柱塑性铰的形成、发展和塑性铰的长度及其转动能力的影响规律，通过引入有效的锚固措施增加FRP约束高强钢筋混凝土矩形柱的延性，并建立FRP加固形式、加固量与高强钢筋混凝土柱延性系数的定量关系，提出FRP增强高强钢筋混凝土柱延性的设计法则；FRP约束高强钢筋混凝土梁塑性铰区的混凝土能显著地提高其延性，通过研究FRP约束高强钢筋混凝土应力应变关系与延性，采用合理有效的约束和锚固机制，研究FRP约束混凝土对高强钢筋混凝土梁塑性铰的形成、发展和塑性铰的长度及其转动能力的影响规律，建立FRP加固形式、加固量与高强钢筋混凝土梁（矩形梁、T型梁）延性系数的定量关系，提出FRP增强高强钢筋混凝土梁延性的设计方法。项目的最终目标就提供一个简单高效的FRP增强钢筋混凝土结构延性的设计方法。 2100433B