一种干湿循环-外加荷载构件的试验过程和短长期力学性能研究 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及桥梁结构术领域，尤其涉及一种gfrp筋—海水海砂混凝土构件干湿循环‑ꢀ外加荷载构件的试验过程和短长期力学性能研究背景技术：2.普通钢筋混凝土结构在海洋环境下，埋入混凝土中的钢筋会因为海水中含有的大量氯离子的侵入而出现锈蚀，混凝土开裂，结构的耐久性问题需要解决。有学者做出了研究，氯离子的富集不会加速frp筋的性能退化。frp筋在海洋工程结构建设中具有广阔的发展前景，在沿海工程建设时，周围有大量海砂可以作为混凝土细骨料。因此，将耐氯盐的frp筋与就地取材的海水，海砂组合使用，形成frp筋增强海海砂混凝土结构，为海洋工程建设发展做了铺垫。3.尽管frp筋具有良好的耐腐蚀性能，但是frp筋存在弹模小、线弹性本构关系的特点，会使结构产生较大的变形和裂缝宽度。中国《纤维增强复合材料建筑工程应用技术规范》(gb 50608)规定：混凝土裂缝宽度限值可放宽至0.5mm。目前关于frp筋和海砂的研究主要集中在材料本身的性能以及粘结界面的性能，关于frp筋海水海砂混凝土构件耐久性方面的研究很少，所以有必要对frp筋海水海砂混凝土构件的长期耐久性展开研究。技术实现要素：4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种gfrp筋—海水海砂混凝土试件干湿循环-外加荷载构件的试验过程和短长期力学性能研究方法。5.为了解决上述技术问题，本发明是通过一下技术方案实现的：6.一种gfrp筋—海水海砂混凝土构件干湿循环-外加荷载构件的试验过程和短长期力学性能研究，包括以下技术：7.可选的，制作尺寸相同的9个gfrp筋-海水海砂混凝土构件，尺寸为 400mm*100mm*100mm，试件编号为g-xy-30、g-xy-60、g-xy-90(30、60、90表示腐蚀周期为30d、60d、90d)；8.可选的，将三组试件放置在按照aci规范要求配置的硫酸盐溶液中进行干湿循环试验，循环周期为干24h(烘干温度50℃)、湿24h(环境温度25℃),试件腐蚀龄期分别为30d、60d、90d，研究不同的腐蚀环境下构件的长期力学性能；9.可选的，对浸泡在硫酸盐溶液中的三组试件施加40％的极限荷载；10.可选的，将浸泡到腐蚀龄期的试件取出，烘干8h(烘干温度95℃)后称重；11.可选的，将烘干后的试件进行四点弯曲试验，试验由电脑控制作动器进行分级加载，试件纯弯段为140mm；12.可选的，根据试验观测数据，绘制荷载-挠度、裂缝宽度、荷载-裂缝宽度曲线；13.可选的，通过公式(1)、(2)、(3)、(4)计算gfrp筋-海水海砂混凝土构件的抗弯承载力，裂缝宽度。14.①正截面抗弯承载力计算：15.当ρmin＜ρf＜ρfb时：16.m≤0.9ffeafhofꢀꢀꢀ(1)17.当ρf≥ρfb时:[0018][0019][0020]式子中：ρmin—frp筋混凝土构件的最小配筋率；ffb—界限配筋率；；ffe—有效设计应力；hof—frp筋合力点到构件顶面的距离。[0021]②裂缝宽度计算：[0022][0023]式子中：c1—frp筋表面形状系数，取1.4；c2—长期效应影响系数,取1.0； c3—与构件受力性质相关的系数,取1.0；σfs-frp筋应力(mpa)；di—受拉区第i种纵向frp筋的公称直径(mm)；ρ—纵向受拉frp筋配筋，取ρ＝0.02。[0024]本发明的实施具有以下有益效果在于：[0025]1、gfrp筋具有轻质、高强、耐腐蚀等优良性能，解决了传统的桥梁结构中因钢筋锈蚀造成的混凝土开裂问题，加入gfrp筋不仅可以解决钢筋腐蚀的问题，还提高了混凝土构件的耐久性和承载性能。[0026]2、充分利用海砂资源丰富，填补了河砂不足的现状，资源合理利用，解决环境问题。[0027]3、本试验考虑了gfrp筋-海水海砂混凝土试件的腐蚀-荷载耦合共同作用下构件承载力的影响，更加符合工程实际情况，为海洋复杂环境下的桥梁结构提供了完整的研究方案。[0028]4、当然实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点度桥梁和建筑。[0029]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图说明[0030]图1(左)为gfrp筋-海水海砂混凝土构件的组合图；[0031]图1(右)为gfrp筋的配筋布置图；[0032]图2为gfrp筋-海水海砂混凝土构件受荷载示意图；[0033]图3为gfrp筋-海水海砂混凝土构件荷载-挠度图；[0034]图4为gfrp筋-海水海砂混凝土构件极限荷载变化图；[0035]图5为gfrp筋-海水海砂混凝土是试件荷载-裂缝宽度曲线。具体实施方式[0036]步骤1，制作尺寸相同的9个gfrp筋-海水海砂混凝土构件，尺寸为400mm*100mm*100mm，试件编号为g-xy-30、g-xy-60、g-xy-90(30、60、90表示腐蚀周期为30d、60d、90d)；[0037]步骤2，将三组试件放置在按照aci规范要求配置的硫酸盐溶液中进行干湿循环试验，循环周期为干24h(烘干温度50℃)、湿24h(环境温度25℃),试件腐蚀龄期分别为30d、60d、90d，研究不同的腐蚀环境下构件的长期力学性能；[0038]步骤3，对浸泡在硫酸盐溶液中的三组试件施加40％的极限荷载；[0039]步骤4，将浸泡到腐蚀龄期的试件取出，烘干8h(烘干温度95℃)后称重；[0040]步骤5，将烘干后的试件进行四点弯曲试验，试验由电脑控制作动器进行分级加载。试件纯弯段为140mm；[0041]步骤6，根据试验观测数据，绘制荷载-挠度、裂缝宽度、荷载-裂缝宽度曲线；[0042]步骤7，通过公式(1)、(2)、(3)、(4)计算gfrp筋-海水海砂混凝土构件的抗弯承载力，裂缝宽度。[0043]①正截面抗弯承载力计算：[0044]当ρmin＜ρf＜ρfb时：[0045]m≤0.9ffeafhofꢀꢀꢀ(1)[0046]当ρf≥ρfb时:[0047][0048][0049]式子中：ρmin—frp筋混凝土构件的最小配筋率；ffb—界限配筋率；；ffe—有效设计应力；hof—frp筋合力点到构件顶面的距离。[0050]②裂缝宽度计算：[0051][0052]式子中：c1—frp筋表面形状系数，取1.4；c2—长期效应影响系数,取1.0； c3—与构件受力性质相关的系数,取1.0；σfs-frp筋应力(mpa)；di—受拉区第i种纵向frp筋的公称直径(mm)；ρ—纵向受拉frp筋配筋，取ρ＝0.02。









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