【摘 要】
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河砂作为混凝土的一种原材料被广泛应用于建筑结构中,但随着混凝土需求的急剧增加,河砂用量剧增。目前全球每年需要砂石400亿吨,预计到2030年其需求总量会增至每年600亿吨。河砂的高需求导致过度开采,对河流、地下水、土壤等生态环境造成了严重破坏,寻找性能相似的河砂替代品已刻不待时。在沿海地区,海砂及海水资源丰富,用海水代替淡水,用海砂代替河砂制成海砂混凝土实现了就地取材、节约运输及材料成本,也起到了
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河砂作为混凝土的一种原材料被广泛应用于建筑结构中,但随着混凝土需求的急剧增加,河砂用量剧增。目前全球每年需要砂石400亿吨,预计到2030年其需求总量会增至每年600亿吨。河砂的高需求导致过度开采,对河流、地下水、土壤等生态环境造成了严重破坏,寻找性能相似的河砂替代品已刻不待时。在沿海地区,海砂及海水资源丰富,用海水代替淡水,用海砂代替河砂制成海砂混凝土实现了就地取材、节约运输及材料成本,也起到了保护环境的作用。但是海水海砂中存在的氯离子会使钢筋腐蚀,严重影响结构使用性能,从而影响了海水、海砂在结构建筑中的应用。20世纪末,国内外学者开始用FRP筋取代钢筋作为混凝土结构中的受力筋,用以提高混凝土结构在沿海地区的使用性能,通过将FRP筋与海水海砂混凝土结合起来,形成FRP筋海水海砂混凝土新型构件形式,即可忽略海水海砂中的氯化物等有害物质对受力筋的腐蚀。因此将海水海砂混凝土与FRP筋结合制成FRP筋海水海砂混凝土构件应用对环境友好是显而易见,具有广阔应用前景,尤其利于我国海岛的开发与建设。国内外学者对这种新型构件形式进行了相关研究,集中于短期静力性能与加速腐蚀环境的受力性能的研究。本文对考虑环境因素的FRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能进行研究,主要内容如下:1、基于ABAQUS有限元软件建立了构件的数值分析模型并进行了受弯性能的数值模拟,其模拟结果与课题组对不同加强筋类型、混凝土类型以及龄期参数组合下共18根FRP筋混凝土梁弯曲试验结果1相吻合,验证了数值模型的正确性;2、采用验证后的数值计算模型进行参数分析,研究不同混凝土强度及配筋率对构件受弯性能的影响;3、设计并制作12根GFRP筋混凝土梁（6根GFRP筋普通混凝土梁、6根GFRP筋海水海砂混凝土梁）,分组放置于不同环境下,针对真实受力状态下的变形进行长达1年的监测。4、对监测得到的构件试验数据,包括裂缝宽度、挠度值,与现有裂缝宽度及挠度公式进行对比分析,得到适用于不同环境下GFRP筋海水海砂混凝土梁变形性能的公式及结论。
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