纤维增强聚合物筋在土木工程中的应用研究_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

我国对纤维增强复合材料的研究起步较晚，很多理论还停留在理论阶段，并没有在实际工程中大量使用。国内目前的研究主要集中在应用碳纤维增强聚合物片材加固和修复钢筋混凝土结构，这方面的研究在理论上已经有相当的深度，并且应用方面也比较成熟。例如天安门城楼上的大型木柱采用碳纤维布进行加固;上海财经大学24 m跨度的木结构采用碳纤维增强聚合物片材加固等等。

但从总体上看，国内外对纤维增强复合材料的研究还存在着以下几方面的不足:

①现常用的纤维增强复合材料锚具需专门在制作工厂里定制生产，质量不稳定而且投资较高，需深入对纤维增强复合材料的预应力锚具进行研究;

②现代结构工程基本理论与设计方法中要求进行延性设计，针对脆性破坏的纤维增强聚合筋混凝上结构设计中的延性问题却没有研究出明确的、可控制结构设计的延性指标;

③需要进一步研究不同应用要求下，适用的纤维增强复合材料的形式、性能;

④对纤维增强材料混凝土构件的力学性能、延性研究缺少系统性。

国内研究纤维增强复合材料的应用还处于起步阶段，相关产品的结构设计也未建立完整的设计理论，如纤维增强聚合筋混凝土结构的设计就没有设计规范。缺少合适的设计理论的指导，工程建设中就不能大量地应用纤维增强复合材料，其良好的性能优势也就无法得以发挥和利用。故需要全面的研究不同形式的纤维增强复合材料具有的力学性能方面，以此为基础重点分析了其在相应的混凝上结构中应用特点，得出适合工程需要的纤维增强复合材料的应用范围，对其应用于具体的工程施工时有一些参考价值。

（二）国外研究现状

国外对纤维增强复合材料的研究起步比较早。纤维增强复合材料混凝土结构的相关组织于1996年在欧洲成立了，该组织投入了大量的人力、物力致力于研制适宜的纤维增强聚合物产品，探讨相应的纤维增强复合材料加固混凝土、砌体结构的检测标准、施工规程。美国、日本等国也都成立了相应的学会，研究纤维增强复合材料，尝试让其在一些工程构件中的应用，经过多年的研究已经有较为成熟的理论研究成果和少数应用实例，目前材料主要应用于桥梁工程、房屋建筑以及改建和加固工程中。

1941年，美国学者Jackson首次提出用G纤维增强聚合物筋增强混凝土结构的专利。1951年，用于生产纤维增强聚合物筋的拉挤成型工艺在美国被注册专利。60年代纤维增强聚合物筋领域的研究进展相对比较缓慢。7080年代，由于人们认识到了钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀问题，纤维增强聚合物筋又引起了人们的关注，其进入了快速发展阶段。近十多年来，出现了适用于土木工程用的纤维增强聚合物筋。美国以Hough brother公司生产的Aslan系列G纤维增强聚合物筋和Marshall Industries Composites公司生产的G纤维增强聚合物筋C C-bar)为代表。前者采用表面喷砂以及表面螺旋缠绕玻璃纤维束的生产工艺，其生产的纤维增强聚合物筋抗拉强度约为700 MPa，拉伸弹性模量为40 GPa左右。后者生产的C-bar采用连续模压工艺制成，其外表面与通常使用的钢筋相似，强度和模量也达到了相应的标准规范要求。加拿大的Pultraul公司通过研究制造了IsorodG纤维增强聚合物筋，通过改变工艺和技术，在筋材表面缠绕了纤维束，为了增强筋材本身与混凝土的粘结，该公司还开发了筋材表面喷砂技术。

欧洲一些国家对纤维增强聚合物筋材在混凝土中的应用研究开始于上个世纪70年代，德国拜尔化学厂与施屈劳柏建筑公司于1978年制成了玻璃纤维筋和后张预应力锚具，命名为Polysat，并将其用在一些桥梁的建设工程中。

二、^范文提纲

摘要

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

2 相关理论概述

2.1 纤维增强复合材料

2.2 纤维增强聚合物筋的组成

2.3 纤维增强聚合物筋的制备工艺

3 纤维增强聚合物筋的力学性能

3.1 抗拉强度

3.2 弹性模量

3.3 应力及应变关系

3.4 松弛及徐变

3.5 疲劳

3.6 耐火性

4 纤维增强聚合物筋在土木工程中的应用研究

4.1 纤维增强聚合物筋在岩土工程中的应用研究

4.2 纤维增强聚合物筋在桥梁中的应用研究

结论

三、参考文献

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