玻璃纖維復(fù)合材料筋混凝土結(jié)構(gòu)及其工程應(yīng)用

第1 章GFRP 筋的原材料與物理力學(xué)性能 1

1.1玻璃纖維與GFRP 筋原材料選擇 1

1.1.1玻璃纖維成分 1

1.1.2玻璃纖維生產(chǎn)工藝 2

1.1.3玻璃纖維浸潤(rùn)劑 3

1.2基體樹(shù)脂、固化劑與GFRP 筋原材料選擇 3

1.2.1熱固性樹(shù)脂、固化劑 4

1.2.2熱塑性樹(shù)脂 6

1.3添加劑與GFRP 筋原材料選擇 7

1.4部分研究結(jié)果 8

1.4.1樹(shù)脂選用的試驗(yàn)驗(yàn)證 8

1.4.2GFRP 錨索專(zhuān)用柔性樹(shù)脂的選擇 10

1.4.3玻璃纖維選用的試驗(yàn)驗(yàn)證 12

1.4.4GFRP 錨桿表面涂覆抗靜電液 13

第2 章GFRP 筋的成型與生產(chǎn)過(guò)程 14

2.1成型方法 14

2.1.1拉擠成型 14

2.1.2拉擠-纏繞成型 16

2.1.3拉擠-模壓成型 17

2.2成型設(shè)備 17

2.2.1成型設(shè)備分類(lèi) 17

2.2.2循環(huán)纏繞絲和纏繞-解纏兩種生產(chǎn)設(shè)備 18

2.2.3纏繞-解纏方法生產(chǎn)小直徑GFRP 筋設(shè)備 20

2.3制造過(guò)程 22

2.3.1原材料檢驗(yàn) 22

2.3.2工藝及控制部分 22

2.3.3產(chǎn)品的檢驗(yàn) 24

2.4產(chǎn)品種類(lèi) 24

2.4.1GFRP 箍筋 24

2.4.2GFRP 托盤(pán)、GFRP 螺母 25

2.4.3端部錨固系統(tǒng) 26

2.4.4不同表面形式的GFRP 筋 27

2.4.5纏繞玻璃纖維帶GFRP 筋 29

第3 章GFRP 筋的力學(xué)性能 35

3.1FRP 筋簡(jiǎn)介 35

3.1.1FRP 筋的特點(diǎn) 35

3.1.2FRP 筋的物理力學(xué)性能 36

3.2GFRP 筋原材料材性及制備 37

3.2.1原料的材性 38

3.2.2GFRP 筋的制備 38

3.3基本力學(xué)性能 39

3.3.1抗拉強(qiáng)度 39

3.3.2拉伸性能測(cè)試 40

3.3.3抗壓強(qiáng)度 47

3.3.4彎曲強(qiáng)度 48

3.3.5剪切強(qiáng)度 52

3.3.6抗扭強(qiáng)度 54

3.4腐蝕環(huán)境下的力學(xué)性能 56

3.4.1酸性溶液 57

3.4.2堿性溶液 57

3.4.3鹽溶液 58

第4 章GFRP 筋的高溫力學(xué)性能 59

4.1研究?jī)?nèi)容 59

4.2高溫后GFRP 筋的拉伸性能 60

4.2.1試驗(yàn)概況 60

4.2.2試驗(yàn)現(xiàn)象 63

4.2.3影響因素分析 66

4.2.4高溫后GFRP 筋的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)計(jì)算公式 70

4.3高溫后GFRP 筋的剪切性能 71

4.3.1試驗(yàn)概況 72

4.3.2試驗(yàn)現(xiàn)象 73

4.3.3影響因素分析 75

第5 章GFRP 筋的搭接性能 77

5.1研究?jī)?nèi)容 77

5.2FRP 筋與混凝土的搭接性能試驗(yàn)概況 78

5.2.1試驗(yàn)方法 78

5.2.2試件設(shè)計(jì)與制作 79

5.2.3加載裝置及試驗(yàn)方法 84

5.3試驗(yàn)現(xiàn)象描述及破壞形態(tài)分析 86

5.3.1試驗(yàn)結(jié)果及破壞形態(tài) 86

5.3.2試件的破壞形態(tài)分析 87

5.4GFRP 筋搭接錨固性能分析 90

5.4.1試驗(yàn)結(jié)果 90

5.4.2黏結(jié)強(qiáng)度影響因素分析 93

5.4.3黏結(jié)-滑移關(guān)系曲線影響因素分析 102

5.4.4搭接段應(yīng)變分布曲線分析 107

5.5（搭接）黏結(jié)強(qiáng)度的確定和搭接錨固長(zhǎng)度計(jì)算 110

5.5.1（搭接）黏結(jié)強(qiáng)度的確定 110

5.5.2搭接錨固長(zhǎng)度計(jì)算 112

第6 章GFRP 筋混凝土矩形截面梁的正截面承載力 114

6.1試驗(yàn)概況 114

6.1.1試件設(shè)計(jì) 114

6.1.2試驗(yàn)設(shè)備和量測(cè)內(nèi)容 116

6.2試驗(yàn)結(jié)果 117

6.2.1試件破壞形態(tài) 117

6.2.2承載力分析 118

6.2.3跨中撓度 122

6.3正截面受彎承載力的影響因素 124

6.3.1主筋類(lèi)型對(duì)承載力的影響 124

6.3.2配筋率對(duì)承載力的影響 126

6.3.3GFRP 筋布置形式對(duì)承載力的影響 127

6.3.4受壓區(qū)GFRP 筋對(duì)承載力的影響 127

6.4正截面受彎承載力的計(jì)算方法 128

6.4.1計(jì)算假定 128

6.4.2不同破壞模式截面應(yīng)變分布 128

6.4.3正截面承載力計(jì)算理論 128

6.4.4平衡配筋率 132

6.4.5界限相對(duì)受壓區(qū)高度ξb 133

第7 章GFRP 筋混凝土梁斜截面承載力 135

7.1研究?jī)?nèi)容 135

7.2GFRP 箍筋鋼筋混凝土梁斜裁面受剪試驗(yàn)研究 136

7.2.1試驗(yàn)?zāi)康?136

7.2.2試驗(yàn)方案 136

7.2.3試件測(cè)點(diǎn)布置 137

7.2.4試驗(yàn)裝置及設(shè)備 139

7.2.5試驗(yàn)加載及量測(cè) 140

7.2.6GFRP 筋材性試驗(yàn) 140

7.2.7試驗(yàn)現(xiàn)象 141

7.3試驗(yàn)結(jié)果分析 146

7.3.1GFRP 箍筋混凝土梁的變形性能 146

7.3.2縱筋應(yīng)力的變化規(guī)律 146

7.3.3箍筋的應(yīng)變變化規(guī)律 148

7.3.4混凝土梁斜裂縫的發(fā)展規(guī)律 149

7.3.5梁破壞特征和受剪承載力 150

7.4FRP 箍筋鋼筋混凝土梁受剪承載力的計(jì)算 151

7.4.1FRP 箍筋混凝土梁的抗剪機(jī)理 151

7.4.2各國(guó)規(guī)范中梁受剪承載力計(jì)算公式的比較 152

7.4.3各國(guó)規(guī)范所考慮的因素比較 154

7.4.4FRP 箍筋鋼筋混凝土梁受剪承載力計(jì)算公式 155

第8 章GFRP 筋混凝土圓形截面梁的承載力 157

8.1研究?jī)?nèi)容 157

8.2試驗(yàn)概況 157

8.2.1試件尺寸與配筋 157

8.2.2加載方式 158

8.2.3破壞形態(tài) 158

8.3圓形梁的正截面受彎性能 160

8.3.1試驗(yàn)結(jié)果 160

8.3.2承載力計(jì)算公式 161

8.4斜截面受剪性能 163

8.4.1試驗(yàn)結(jié)果 163

8.4.2斜截面承載力分析 164

第9 章GFRP 筋混凝土梁抗彎設(shè)計(jì)方法 166

9.1基于承載能力極限狀態(tài)的GFRP 筋混凝土梁抗彎設(shè)計(jì)方法 166

9.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 166

9.1.2GFRP 筋矩形梁承載力和配筋設(shè)計(jì)方法 166

9.2基于正常使用極限狀態(tài)的GFRP 筋混凝土梁抗彎設(shè)計(jì)方法 168

9.2.1GFRP 筋混凝土梁的撓度計(jì)算 168

9.2.2GFRP 筋混凝土梁的裂縫寬度計(jì)算 169

9.3基于能量和變形性能的GFRP 筋混凝土梁抗彎設(shè)計(jì)方法 171

9.3.1結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備基本概念 171

9.3.2GFRP 筋混凝土梁基于能量和變形的設(shè)計(jì)方法 172

第10 章GFRP 筋混凝土柱的受壓承載力 175

10.1研究成果 175

10.1.1GFRP 筋抗壓強(qiáng)度 175

10.1.2GFRP 箍筋的彎折強(qiáng)度 176

10.1.3全FRP 筋混凝土柱的軸心受壓性能 177

10.1.4全FRP 筋混凝土柱的偏心受壓性能 178

10.2GFRP 筋混凝土柱軸心受壓承載力計(jì)算方法 178

10.3GFRP 筋混凝土柱偏心受壓承載力計(jì)算方法 180

第11 章GFRP 筋混凝土板正截面疲勞試驗(yàn)研究 184

11.1研究?jī)?nèi)容 184

11.2GFRP 筋拉伸試驗(yàn)研究 185

11.2.1試驗(yàn)?zāi)康?185

11.2.2GFRP 筋 185

11.2.3GFRP 筋拉伸試驗(yàn)概況 185

11.3GFRP 筋混凝土板疲勞試驗(yàn)概況 188

11.3.1混凝土 188

11.3.2試件的設(shè)計(jì)與制作 189

11.3.3測(cè)量?jī)?nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置 190

11.3.4GFRP 筋混凝土板試驗(yàn)方案 191

11.4GFRP 筋混凝土板疲勞試驗(yàn)結(jié)果分析 193

11.4.1兩種不同配筋率的靜載試件試驗(yàn)結(jié)果及分析 193

11.4.2GFRP 筋混凝土板試件B1、B2 疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析 196

11.4.3GFRP 筋混凝土板試件B3、B4 疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析 199

11.4.4GFRP 筋混凝土板試件B5、B6 疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析 202

11.4.5GFRP 筋混凝土板試件B8 疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析 205

11.4.6試驗(yàn)結(jié)果總結(jié) 206

11.5GFRP 筋混凝土板疲勞性能理論分析與計(jì)算 207

11.5.1GFRP 筋混凝土板的剛度計(jì)算 207

11.5.2GFRP 筋混凝土板剛度試驗(yàn)結(jié)果 208

11.5.3疲勞荷載下剛度計(jì)算方法 209

11.5.4GFRP 筋混凝土板裂縫寬度的計(jì)算 210

11.5.5GFRP 筋混凝土板疲勞壽命分析 212

第12 章GFRP 筋相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程 214

12.1土木工程用玻璃纖維增強(qiáng)筋（JG/T 406—2013） 214

12.2盾構(gòu)可切削混凝土配筋技術(shù)規(guī)程（GJJ/T 192—2012） 215

12.3纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法(GB/T 30022—2013) 216

12.4玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的高溫耐堿性試驗(yàn)方法 217

12.5水泥混凝土用碳（玻璃）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋規(guī)程(ACI 440.6M—08) 218

12.6其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 219

第13 章工程應(yīng)用 220

13.1“路面工程”應(yīng)用實(shí)例：GFRP 筋連續(xù)配筋混凝土路面 220

13.1.1工程概況 220

13.1.2GFRP 筋的應(yīng)用 221

13.1.3所用GFRP 筋的力學(xué)性能 223

13.1.4GFRP 筋的應(yīng)用效果 223

13.2“水工混凝土結(jié)構(gòu)”應(yīng)用實(shí)例： 港區(qū)碼頭工程和護(hù)岸工程 224

13.2.1工程概況 224

13.2.2GFRP 筋的應(yīng)用 224

13.2.3所用GFRP 筋的力學(xué)性能 225

13.2.4GFRP 筋的應(yīng)用效果 225

13.3“地鐵工程”應(yīng)用實(shí)例：盾構(gòu)可切削混凝土結(jié)構(gòu)工程 226

13.3.1工程概況 226

13.3.2GFRP 筋在地鐵工程中的應(yīng)用 226

13.4“邊坡支護(hù)工程”應(yīng)用實(shí)例：高等級(jí)公路邊坡GFRP 錨桿加固技術(shù) 229

13.4.1工程概況 229

13.4.2GFRP 錨桿在道路工程中的應(yīng)用 230

13.4.3質(zhì)量檢測(cè) 231

13.5“隧道工程”應(yīng)用實(shí)例：GFRP 筋錨桿在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 233

13.5.1工程概況 233

13.5.2GFRP 筋錨桿的應(yīng)用 233

13.5.3GFRP 筋力學(xué)測(cè)試結(jié)果 234

13.5.4GFRP 筋錨桿的應(yīng)用效果 235

參考文獻(xiàn) 236

本書(shū)從材料、構(gòu)件和工程應(yīng)用的角度,全面、系統(tǒng)地介紹了玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP)筋及其增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能、計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法,主要包括GFRP筋的原材料及其成型工藝、GFRP筋在常規(guī)環(huán)境下和高溫下的力學(xué)性能和搭接性能、GFRP筋增強(qiáng)混凝土受彎構(gòu)件的承載力計(jì)算和設(shè)計(jì)方法、GFRP筋混凝土柱的力學(xué)性能、GFRP筋增強(qiáng)混凝土受彎構(gòu)件的疲勞性能、GFRP筋增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程綜述、GFRP筋及其混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用典型案例等內(nèi)容。

該教材主要是針對(duì)全國(guó)工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)所編寫(xiě)，主要內(nèi)容包括：緒論、線性規(guī)劃及其應(yīng)用、運(yùn)輸規(guī)劃及其應(yīng)用、整數(shù)規(guī)劃及其應(yīng)用、目標(biāo)規(guī)劃及其應(yīng)用、非線性規(guī)劃及其應(yīng)用、存儲(chǔ)論及其應(yīng)用、圖論與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及其應(yīng)用、排隊(duì)論及其應(yīng)用、對(duì)策論及其應(yīng)用和決策論及其應(yīng)用等章節(jié)．其中每一章都包括問(wèn)題的工程背景、問(wèn)題的數(shù)學(xué)原理、問(wèn)題的LINGO求解方法、應(yīng)用案例分析和應(yīng)用案例練習(xí)等內(nèi)容．書(shū)中的所有案例和練習(xí)全部是來(lái)自各工程領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題，共包含50多個(gè)應(yīng)用案例和100多個(gè)應(yīng)用練習(xí)問(wèn)題．最后給出了LINGO軟件使用方法簡(jiǎn)介．

本書(shū)適合作為相關(guān)各工程領(lǐng)域的工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生運(yùn)籌學(xué)課程教材，也適合工科各專(zhuān)業(yè)的大學(xué)本科生和非運(yùn)籌學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)使用或作為參考教材，也可供從事相關(guān)研究工作的工程技術(shù)人員參考之用．

《混凝土結(jié)構(gòu)及其施工圖識(shí)讀》適用于高等院校建筑工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)（含鋼結(jié)構(gòu)方向）混凝土結(jié)構(gòu)及其施工圖課程的教學(xué)，還可作為工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)教學(xué)參考材料。

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