螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

为研究螺纹玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与混凝土界面的黏结性能,选用不同直径的GFRP筋材制备3组拉拔试件,标准养护28 d后开展中心拉拔试验.试验结果表明:GFRP筋与混凝土的黏结强度随其直径的增大而增大,拉拔试件的破坏模式和黏结应力-滑移曲线也随之变化;当GFRP筋直径较小(8、12 mm)时,拉拔试件主要发生筋材拔出破坏,但2种直径下的黏结应力-滑移曲线在弹性上升段后存在较大差异,直径8 mm筋材的拉拔试件呈来回波动趋势,且渐趋平缓,而直径12 mm筋材拉拔试件表现为下降后又上升的双曲线模式;当GFRP筋直径较大(16 mm)时,拉拔试件发生劈裂破坏,其黏结应力上升到最高点后迅速下降.最后,基于弹性力学厚壁圆筒理论模型,对不同直径螺纹GFRP筋的黏结破坏面夹角θ进行探讨并提出了黏结强度计算公式,通过与相关试验结果的对比分析,验证了该计算公式对发生筋材拔出破坏的情况具有非常好的预测精度.     

箍筋弯折时的初期损伤及其对力学性能的影响

混凝土病害性膨胀下构件内部箍筋角部的脆断被认为与钢筋弯折过程中的初期损伤有关,值得深入研究。本工作针对常用带肋钢筋,通过加工参量下的90°弯折试验发现,钢筋横肋根部出现最大长度约占直径2.52%的初期裂纹。弯折钢筋的拉伸试验表明,因初期裂纹扩展,试件均在极限拉伸前形成早期断裂,且断裂强度最低仅为极限拉伸强度的60%。由断口分析得出,弯折钢筋最小断面收缩率仅为正常直钢筋的34%,且断口呈典型的脆性特征。长期服役会进一步加剧箍筋角部强度及塑性变形性能的劣化。本研究将为进一步优化弯折钢筋的工程应用和力学性能设计提供参考。