Experimental Analysis and Flexural Behavior of Reinforced Concrete Beams Reinforced with.pdf

1、當(dāng)今世界正面臨著重大的住房和交通危機(jī)。鋼材，木材和水泥是主要的較經(jīng)濟(jì)和可利用的建筑材料。木材由于其易受白蟻破壞在熱帶地區(qū)不被廣泛應(yīng)用。在混凝土的組成成份中，水泥是最昂貴的。用來(lái)制作水泥的礦物質(zhì)在地球上其數(shù)量是無(wú)限的，其在地理上的分布也很廣泛。
　　 在過(guò)去的20年里，高強(qiáng)混凝土的使用經(jīng)歷了一個(gè)飛速發(fā)展的過(guò)程。高強(qiáng)混凝土的使用允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面變小。由于恒載的減小，就使得橋梁上的大跨結(jié)構(gòu)能得以實(shí)現(xiàn)。與普通混凝土相比，高強(qiáng)混凝土?xí)?/p>

2、易碎，這就使得纖維強(qiáng)化復(fù)合材料成為使用的首要選擇。在磚塊的制作過(guò)程中，使用稻草用來(lái)加強(qiáng)粘土這門(mén)藝術(shù)可以追溯到圣經(jīng)時(shí)代?，F(xiàn)在我們依舊在對(duì)鋼，聚丙烯，玻璃及天然纖維等在結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面進(jìn)行測(cè)試。我們可以從生長(zhǎng)在不同區(qū)域的各種類(lèi)型植物身上很廉價(jià)的提取天然纖維。某些天然纖維還用在非結(jié)構(gòu)性的水泥泥漿的復(fù)合材料中。大部分第三國(guó)家的物資資源不斷減少，經(jīng)濟(jì)資源也很貧乏，還會(huì)遭受自然災(zāi)害的威脅，諸如地震會(huì)對(duì)建筑物及橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)，這就需要對(duì)在高強(qiáng)混凝土中使

3、用天然纖維的可行性進(jìn)行調(diào)查研究。
　　 基于結(jié)構(gòu)的目的，對(duì)采用合適的天然纖維用來(lái)加強(qiáng)高性能混凝土已經(jīng)做過(guò)了研究。對(duì)采用玻璃纖維加強(qiáng)高性能混凝土與未使用任何纖維、使用鋼纖維或聚丙烯纖維加強(qiáng)的高性能纖維混凝土的壓縮性和拉伸性分別進(jìn)行了比較。通過(guò)比較如下加固梁的結(jié)果分析，研究了梁的彎曲性能:1）傳統(tǒng)的鋼筋混凝土2）添加有玻璃纖維的傳統(tǒng)的鋼筋混凝土3）添加有鋼纖維的傳統(tǒng)的鋼筋混凝土4）添加有聚丙烯纖維的傳統(tǒng)的鋼筋混凝土。
　　

4、把這些纖維用在高強(qiáng)混凝土中，與鋼纖維和聚丙烯纖維相比，玻璃纖維的性能表現(xiàn)較差。鋼材，木材和水泥是主要的較經(jīng)濟(jì)和可利用的建筑材料。每種材料都有其獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度性能，在設(shè)計(jì)時(shí)，這些性能合成一體設(shè)計(jì)。共同使用這三種材料是很普遍的，在設(shè)計(jì)上，每種材料的性能都是相互補(bǔ)充的。木材由于其易受白蟻破壞不廣泛用于熱帶地區(qū)。在混凝土的組成成份中，水泥是最昂貴的。水泥的使用會(huì)產(chǎn)生一小部分能量，這種能量本來(lái)是鋼筋或塑料產(chǎn)生的，它的使用將會(huì)加大對(duì)我們資源的利用

5、。并且，用來(lái)制作水泥的礦物質(zhì)在地球上其數(shù)量是無(wú)限的，在地理上的分布也很廣泛。這些因素有利于鋼筋混凝土的大量使用?；炷梁弯摻罨ハ鄥f(xié)調(diào)作用，能夠制成一種有強(qiáng)度，剛度和延性性能的被稱(chēng)作鋼筋混凝土的復(fù)合材料。
　　 纖維增強(qiáng)聚合物是一種人工材料，它能夠被制作成具有工程師所需要的特殊的性能。纖維增強(qiáng)聚合物產(chǎn)品在一些娛樂(lè)設(shè)備上應(yīng)用普遍。比如：魚(yú)竿，滑雪板，船舶。在軍事上，這些產(chǎn)品的應(yīng)用涵蓋了從頭盔到戰(zhàn)斗機(jī)的范圍。不過(guò)，在基礎(chǔ)設(shè)施方面，纖維

6、增強(qiáng)聚合物產(chǎn)品的使用由于其相對(duì)的成本而受到限制。近來(lái)，越來(lái)越多的人對(duì)在橋梁工程中使用纖維增強(qiáng)聚合物加固產(chǎn)生了興趣，另外，制作工藝的改善也降低了其成本。最后，在具有侵蝕性的環(huán)境中使用時(shí)，這些產(chǎn)品成為了一種較經(jīng)濟(jì)的且有利于替代鋼筋的材料。
　　 當(dāng)前，纖維強(qiáng)化復(fù)合材料這一體系廣泛多樣，包括預(yù)應(yīng)力繩索的應(yīng)用、網(wǎng)格板的強(qiáng)化和用于傳統(tǒng)加強(qiáng)構(gòu)件的條材。這一體系由纖維增強(qiáng)聚合物筋集合而成，纖維增強(qiáng)聚合物筋通過(guò)在市場(chǎng)上可購(gòu)買(mǎi)的纖維如碳纖維、芳綸

7、纖維、玻璃纖維制成。這些筋通過(guò)一種擠拉成型工藝來(lái)制作，在這一過(guò)程中，把通過(guò)樹(shù)脂槽的連續(xù)纖維擠拉成型、固化，使其形成光滑的復(fù)合材料棒。
　　 玻璃纖維增強(qiáng)塑料筋是上述所列出的三種纖維增強(qiáng)塑料筋中最便宜的一種，是最有可能使得橋板得以強(qiáng)化的一種替代材料。
　　 總的來(lái)說(shuō)，玻璃纖維強(qiáng)化復(fù)合材料與普通鋼筋相比有值得注意的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高（體重比是鋼筋的10-15倍），具有極好的抗腐蝕性和電磁性。不過(guò)，其缺點(diǎn)也應(yīng)考慮：疲勞性能較差，較高

8、的成本（鋼筋的5倍），彈性模量低（導(dǎo)致過(guò)大的變形），低破壞應(yīng)變，長(zhǎng)久條件下強(qiáng)度較短期下的要低以及在堿酸性反應(yīng)下的未知耐久性。除此之外，缺少對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物筋的制作和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。為保證其在基礎(chǔ)設(shè)施中的使用不受限制，作為一種強(qiáng)化材料，其性能并未被充分的理解。大量的研究是基于其強(qiáng)度和劣勢(shì)方面，這種新型材料好處是能夠節(jié)約數(shù)十億美元去解決高昂的腐蝕問(wèn)題。
　　 整個(gè)的研究計(jì)劃內(nèi)容包括:1）改進(jìn)了玻璃纖維增強(qiáng)聚合物混合式鋼筋混凝土梁體系的