海洋环境GFRP筋海水海砂混凝土梁受力性能试验及承载力计算

为研究海洋环境玻璃纤维增强聚合物筋(Glass fiber reinforced polymer bars,GFRP筋)海水海砂混凝土梁的受力性能,以暴露环境、暴露龄期和海砂取代率为变化参数,设计七个试件进行单调静力加载试验,观察了其受力破坏过程及形态,获取了试件的荷载-挠度曲线,分析了各变化参数对此类构件极限承载力、初始刚度和延性系数的影响规律。结果表明:与常规大气环境相比,经盐雾环境暴露后试件极限承载力增大了28.0%,而经潮汐环境暴露后极限承载力降低了13.0%;270 d龄期内,随着潮汐暴露龄期的延长,试件的极限承载力先增大后减小,而初始刚度和延性系数均呈减小趋势;海砂取代率的增大不利于试件的极限承载力和初始刚度。最后,探讨了海洋环境暴露后GFRP筋海水海砂混凝土梁受弯承载力的计算方法。

BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击性能

为研究玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete,SSC)梁的抗冲击性能,利用落锤冲击装置研究了不同冲击能量(1818 J,2727 J,3636 J,4848 J)作用下,不同混凝土强度(30 MPa,50 MPa)和配筋率(0.23%,0.48%)的BSFP-SSC梁冲击响应,并测试了冲击后梁的残余承载力。结果表明,随着冲击能量的增加,BFRP-SSC梁的破坏模式由弯曲破坏转变为剪切破坏,梁的残余承载力系数逐渐降低。提高配筋率或海水海砂混凝土强度,均可有效降低梁的最大跨中位移,提升初始峰值冲击力和抗冲击性能。该研究可为BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击设计提供重要依据。

玄武岩纤维筋海水海砂混凝土梁承载性能及使用性能影响因素研究

为提升玄武岩纤维(BFRP)筋海水海砂混凝土梁的承载性能和使用性能,提出采用纤维编织网增强水泥基复合材料(textile reinforced ECC,TRE)复合层替代受拉区部分混凝土来限制裂缝和挠度发展。研究参数包括配筋率、截面高度、筋材直径和TRE复合层。结果表明:增大配筋率(或轴向刚度)和截面高度可提高承载力、减小挠度和裂缝宽度;采用直径较小的BFRP筋可减小裂缝宽度,但对承载力和挠度无显著影响;TRE复合层可在一定程度上提高梁的开裂荷载和承载力。此外,TRE复合层能有效地延缓梁的刚度退化,减小梁在使用阶段的挠度和裂缝宽度,其效果随着复合层厚度和纤维编织网层数的增加而越发明显。在使用荷载作用下,TRE复合梁的挠度值和裂缝宽度较未复合梁的最大值分别减小63.2%和71.3%。最后,基于截面分析法给出了TRE复合梁的承载力计算方法和最优配网率公式,承载力计算值与试验值吻合良好,相对误差总体处于16%以内。