预应力FRP筋混凝土结构关键性能研究

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 ……………………………………………………………………… 11 .1

研究背景 ………………………………………………………………… 11 .2

FRP材料的特点 ………………………………………………………… 21 .3

FRP在结构工程中的应用 ……………………………………………… 21 .4

国内外研究现状 ………………………………………………………… 51 .4 .1

预应力 FRP筋锚具 ………………………………………………… 51 .4 .2

预应力 FRP筋混凝土梁结构的延性 ………………………………… 1 01 .4 .3

预应力 FRP筋混凝土梁的抗弯性能 ………………………………… 1 11 .4 .4

预应力 FRP筋混凝土梁的抗剪性能 ………………………………… 1 31 .4 .5

预应力 FRP筋混凝土梁的长期性能 ………………………………… 1 41 .5

主要研究内容…………………………………………………………… 1 5

第2章 FRP筋组合式锚具的锚固机理 ………………………………………… 1 82 .1

锚固系统的技术要求…………………………………………………… 1 82 .2

锚具系统的失效模式…………………………………………………… 2 02 .3

夹片 粘结型锚具的锚固机理 ………………………………………… 2 22 .3 .1

开发思路 …………………………………………………………… 2 22 .3 .2

锚固机理 …………………………………………………………… 2 32 .4

夹片 套筒型锚具的锚固机理 …………………………………………2 52 .4 .1

预紧时受力分析 …………………………………………………… 2 62 .4 .2

预紧卸载后受力分析 ……………………………………………… 2 72 .4 .3

锚固时受力分析 …………………………………………………… 2 82 .5

小结……………………………………………………………………… 2 9

第3章 FRP筋夹片 粘结型锚具的研制 ……………………………………… 3 13 .1

锚具设计与制作………………………………………………………… 3 13 .1 .1

锚具设计 …………………………………………………………… 3 13 .1 .2

锚具的加工制作 …………………………………………………… 3 23 .2

静载试验内容及方案…………………………………………………… 3 33 .2 .1

试验设备及测试内容 ……………………………………………… 3 33 .2 .2

加载程序 …………………………………………………………… 3 43 .3

第一批静载试验结果及分析…………………………………………… 3 53 .3 .1

试验试件 …………………………………………………………… 3 53 .3 .2

试验结果及分析 …………………………………………………… 3 63 .4

第二批静载试验结果及分析…………………………………………… 4 13 .4 .1

试验试件 …………………………………………………………… 4 13 .4 .2

试验结果及分析 …………………………………………………… 4 23 .5

动载试验………………………………………………………………… 4 43 .5 .1

试验内容及方案 …………………………………………………… 4 43 .5 .2

试验结果 …………………………………………………………… 4 63 .6

小结……………………………………………………………………… 4 8 2100433B

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。

本书可供FRP筋相关研究人员、工程技术人员、规范编制人员以及土木工程及相关专业的师生参考使用。

预应力筋得种类：预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。 按性质划分，预应力筋包括金属预应力筋和非金属预应力筋两类。常用的金属预应力筋可分为钢丝、钢绞线和热处理钢筋。非金属预应力筋主要指纤维增强塑料预应力筋。

常用的预应力筋：钢丝冷拔低碳钢丝，直径：3～5mm；碳素钢丝，直径：3～8mm；钢绞线：由7根碳素钢丝缠绕而成；热处理钢筋：直径：6～10mm；热轧螺纹钢筋，直径：25~32mm 。

为发挥现代结构材料的优势，实现多种结构材料的优化组合与新型结构体系创新，本项目开展PVC-FRP管钢筋混凝土柱的抗震性能研究。本项目的研究将为大型桥梁与城市高架桥的桥墩等提供新的结构体系等提供新的结构体系。 本项目以PVC-FRP管钢筋混凝土柱为研究对象，重点考虑FRP条带环箍间距、配筋率、配箍率、轴压比、剪跨比等因素对其抗震性能的影响，提出PVC-FRP管钢筋混凝土柱的相关计算方法。（1）开展竖向荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能研究，提出PVC-FRP钢筋混凝土柱承载力、变形、荷载-位移关系、弯矩-曲率关系曲线的计算方法，建立偏压荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱的应力-应变关系模型。（2）开展低周反复荷载作用下PVC-FRP管混凝土柱抗弯性能试验研究，深入研究PVC-FRP管钢筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的受力性能与破坏机理，系统分析试验各因素对试件承载力、变形、滞回耗能以及抗震性能的影响.（3）开展低周反复荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱抗剪性能试验研究，分析各因素对PVC-FRP管钢筋混凝土柱抗剪性能与抗震性能的影响，研究PVC-FRP管钢筋混凝土柱的破坏形态、抗剪机理、承载力、应变、延性和滞回曲线；（4）提出PVC-FRP管钢筋混凝土柱的抗弯承载力、抗剪承载力、延性系数和轴压比限值的计算方法，建立PVC-FRP管钢筋混凝土柱的恢复力模型。 2100433B