复合纤维筋混凝土结构设计与施工

1 绪论
  1.1 纤维增强复合材料
    1.1.1 纤维与树脂
    1.1.2 纤维增强复合材料的常见类型
    1.1.3 纤维复合增强筋的特性
  1.2  FRP筋在土木工程中的应用
    1.2.1 纤维增强塑料筋在土木工程中的应用背景
    1.2.2 FRP筋混凝土结构研究现状
2 FRP筋材料性能及预应力锚具性能试验研究
  2.1 引言
  2.2 FRP筋锚具选用
  2.3 复合纤维筋力学性能试验方案
  2.4 试验结果分析
    2.4.1 FRP筋拉伸试验破坏模式
    2.4.2 FRP筋的材料性能指标
3 复合纤维筋粘结性能研究
  3.1 引言
  3.2 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋粘结锚固性能试验研究
    3.2.1 玄武岩纤维增强塑料筋粘结锚固性能的拉拔试验
    3.2.2 玄武岩纤维增强塑料筋粘结锚固性能的梁式试验
    3.2.3 试验现象分析
  3.3 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋粘结机理分析
    3.3.1 粘结机理分析
    3.3.2 玄武岩纤维增强塑料筋的粘结性能及其影响因素
  3.4 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋与混凝土粘结锚固的r-s本构关系及数值分析结果
    3.4.1 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋r-s本构关系
    3.4.2 粘结锚固的基本方程
    3.4.3 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋端锚固问题的数值分析
  3.5 玄武岩纤维增强塑料(BFRP)筋锚固长度的计算
    3.5.1 纤维聚合物筋与混凝土粘结计算的基本公式
    3.5.2 基本锚固长度的计算
4 BFRP筋混凝土简支梁受弯性能的研究
  4.1 引言
  4.2 BFRP筋混凝土简支梁受弯性能的试验研究
    4.2.1 简支梁试验方案
    4.2.2 试验梁制作及所用材料性能
    4.2.3 简支梁试验结果分析
  4.3 理论分析
    4.3.1 基本假定及材料本构关系
    4.3.2 BFRP筋混凝土梁的破坏模式
    4.3.3 BFRP筋混凝土梁的正截面极限抗弯承载力分析
    4.3.4 BFRP筋混凝土梁的开裂弯矩
    4.3.5 BFRP筋混凝土梁的挠度分析
    4.3.6 BFRP筋混凝土梁的最大裂缝宽度
    4.3.7 基于正常使用功能的BFRP筋混凝土梁的配筋率限制
  4.4 非线性有限元分析
    4.4.1 基本假定及材料本构关系
    4.4.2 截面分层
    4.4.3 弯矩-曲率求解
    4.4.4 荷载-挠度求解
  4.5 对比分析
    4.5.1 理论计算结果与试验结果的比较
    4.5.2 BFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的对比分析
5 预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能研究
  5.1 引言
  5.2 试验梁的设计、测试方案及预应力梁的制作
    5.2.1 试验研究的原则
    5.2.2 试验梁所用材料性能
    5.2.3 试验梁的设计
    5.2.4 试验梁的加载及测试方案
    5.2.5 预应力玄武岩纤维筋的张拉与试验梁的制作
  5.3 试验结果分析
    5.3.1 试验梁概况
    5.3.2 平截面假定
    5.3.3 梁顶混凝土压应变变化
    5.3.4 特征荷载值
    5.3.5 反拱及张拉伸长量
    5.3.6 荷载-挠度曲线
    5.3.7 裂缝性能试验研究
  5.4 理论分析
    5.4.1 材料本构关系
    5.4.2 基本假定
    5.4.3 BFRP筋有粘结预应力混凝土梁正截面受弯承载力
    5.4.4 BFRP筋无粘结预应力混凝土梁正截面受弯承载力
    5.4.5 挠度计算与控制
    5.4.6 裂缝性能
    5.4.7 预应力损失
6 BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁受剪性能试验研究
  6.1 BFRP连续螺旋箍筋材料性能试验研究
    6.1.1 L形和U形试件的设计
    6.1.2 试验方案
    6.1.3 试验结果分析
  6.2 BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁受剪性能试验研究
    6.2.1 实验方案
    6.2.2 试验结果分析
    6.2.3 受剪性能试验小结
  6.3 抗剪分析模型
    6.3.1 受剪破坏模式
    6.3.2 抗剪分析模型简介
    6.3.3 混凝土抗压强度的软化
    6.3.4 软化桁架模型简介
    6.3.5 有效横向压应力
    6.3.6 软化桁架模型的修正
    6.3.7 修正转动角软化桁架模型
    6.3.8 修正固定角软化桁架模型
    6.3.9 拉-压杆模型
    6.3.10 抗剪分析模型小结
  6.4 抗剪承载力公式
    6.4.1 现有公式简介
    6.4.2 基于桁架一拱模型的公式
  6.5 受剪性能参数分析
    6.5.1 有效横向压应力对抗剪承载力的影响
    6.5.2 剪跨比对受剪承载力的影响
    6.5.3 配箍率对抗剪承载力的影响
    6.5.4 混凝土强度对受剪承载力的影响
    6.5.5 纵筋率对受剪承载力的影响
  6.6 抗剪模型和公式计算结果的比较
    6.6.1 抗剪分析模型
    6.6.2 受剪承载力公式
    6.6.3 各种模型和公式计算结果的比较
7 全CFRP筋预应力混凝土T形截面梁抗弯性能研究
  7.1 引言
  7.2 全CFRP筋预应力混凝土T形截面梁抗弯性能试验
    7.2.1 试验方案
    7.2.2 试验梁所用材料性能
    7.2.3 试验梁的设计
    7.2.4 试验梁的加载及测试方案
    7.2.5 试验梁的制作
  7.3 受弯构件试验结果及分析
    7.3.1 试验情况
    7.3.2 截面变形
    7.3.3 梁顶混凝土压应变
    7.3.4 特征荷载值
    7.3.5 荷载一挠度关系
    7.3.6 裂缝开展
    7.3.7 受拉区纵筋应变
  7.4 理论分析与数值模拟
    7.4.1 基本假定与本构关系
    7.4.2 抗弯承载力计算
    7.4.3 挠度计算
    7.4.4 裂缝性能
    7.4.5 数值模拟
8 纤维筋混凝土结构在工程中的应用案例
  8.1 地磁观测站特点
  8.2 地磁观测站设计及施工
    8.2.1 工程概况
    8.2.2 结构形式及材料选择
    8.2.3 地磁观测站设计要点
    8.2.4 地磁观测站施工要点
  8.3 小结
附录1  FRP筋测试方法指南
附录2  FRP筋混凝土梁抗弯抗剪设计指南
附录3  FRP筋混凝土结构施工指南
参考文献