1绪论 1
1.1纤维增强复合材料 1
1.1.1纤维与树脂 1
1.1.2纤维增强复合材料的常见类型 1
1.1.3纤维复合增强筋的特性 5
1.2 FRP筋在土木工程中的应用 7
1.2.1纤维增强塑料筋在土木工程中的应用背景 7
1.2.2 FRP筋混凝土结构研究现状 10
2 FRP筋材料性能及预应力锚具性能试验研究 14
2.1引言 14
2.2 FRP筋锚具选用 14
2.3复合纤维筋力学性能试验方案 15
2.4试验结果分析 16
2.4.1 FRP筋拉伸试验破坏模式 16
2.4.2 FRP筋的材料性能指标 17
3复合纤维筋粘结性能研究 20
3.1引言 20
3.2玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋粘结锚固性能试验研究 20
3.2.1玄武岩纤维增强塑料筋粘结锚固性能的拉拔试验 20
3.2.2玄武岩纤维增强塑料筋粘结锚固性能的梁式试验 22
3.2.3试验现象分析 25
3.3玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋粘结机理分析 32
3.3.1粘结机理分析 32
3.3.2玄武岩纤维增强塑料筋的粘结性能及其影响因素 34
3.4玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋与混凝土粘结锚固的τ-s本构关系及数值分析结果 38
3.4.1玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋τ-s本构关系 38
3.4.2粘结锚固的基本方程 39
3.4.3玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋端锚固问题的数值分析 41
3.5玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋锚固长度的计算 43
3.5.1纤维聚合物筋与混凝土粘结计算的基本公式 43
3.5.2基本锚固长度的计算 46
4 BFRP筋混凝土简支梁受弯性能的研究 48
4.1引言 48
4.2 BFRP筋混凝土简支梁受弯性能的试验研究 48
4.2.1简支梁试验方案 48
4.2.2试验梁制作及所用材料性能 51
4.2.3简支梁试验结果分析 51
4.3理论分析 58
4.3.1基本假定及材料本构关系 58
4.3.2 BFRP筋混凝土梁的破坏模式 59
4.3.3 BFRP筋混凝土梁的正截面极限抗弯承载力分析 60
4.3.4 BFRP筋混凝土梁的开裂弯矩 63
4.3.5 BFRP筋混凝土梁的挠度分析 64
4.3.6 BFRP筋混凝土梁的最大裂缝宽度 66
4.3.7基于正常使用功能的BFRP筋混凝土梁的配筋率限制 67
4.4非线性有限元分析 69
4.4.1基本假定及材料本构关系 70
4.4.2截面分层 70
4.4.3弯矩-曲率求解 71
4.4.4荷载-挠度求解 74
4.5对比分析 75
4.5.1理论计算结果与试验结果的比较 75
4.5.2 BFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的对比分析 78
5预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能研究 82
5.1引言 82
5.2试验梁的设计、测试方案及预应力梁的制作 82
5.2.1试验研究的原则 82
5.2.2试验梁所用材料性能 82
5.2.3试验梁的设计 84
5.2.4试验梁的加载及测试方案 86
5.2.5预应力玄武岩纤维筋的张拉与试验梁的制作 88
5.3试验结果分析 90
5.3.1试验梁概况 90
5.3.2平截面假定 96
5.3.3梁顶混凝土压应变变化 98
5.3.4特征荷载值 100
5.3.5反拱及张拉伸长量 101
5.3.6荷载-挠度曲线 103
5.3.7裂缝性能试验研究 106
5.4理论分析 109
5.4.1材料本构关系 109
5.4.2基本假定 110
5.4.3 BFRP筋有粘结预应力混凝土梁正截面受弯承载力 110
5.4.4 BFRP筋无粘结预应力混凝土梁正截面受弯承载力 115
5.4.5挠度计算与控制 122
5.4.6裂缝性能 129
5.4.7预应力损失 135
6 BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁受剪性能试验研究 141
6.1 BFRP连续螺旋箍筋材料性能试验研究 141
6.1.1 L形和U形试件的设计 141
6.1.2试验方案 143
6.1.3试验结果分析 144
6.2 BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁受剪性能试验研究 145
6.2.1实验方案 145
6.2.2试验结果分析 151
6.2.3受剪性能试验小结 161
6.3抗剪分析模型 162
6.3.1受剪破坏模式 162
6.3.2抗剪分析模型简介 162
6.3.3混凝土抗压强度的软化 164
6.3.4软化桁架模型简介 166
6.3.5有效横向压应力 168
6.3.6软化桁架模型的修正 169
6.3.7修正转动角软化桁架模型 170
6.3.8修正固定角软化桁架模型 175
6.3.9拉-压杆模型 179
6.3.10抗剪分析模型小结 191
6.4抗剪承载力公式 192
6.4.1现有公式简介 192
6.4.2基于桁架-拱模型的公式 194
6.5受剪性能参数分析 199
6.5.1有效横向压应力对抗剪承载力的影响 199
6.5.2剪跨比对受剪承载力的影响 200
6.5.3配箍率对抗剪承载力的影响 200
6.5.4混凝土强度对受剪承载力的影响 201
6.5.5纵筋率对受剪承载力的影响 201
6.6抗剪模型和公式计算结果的比较 202
6.6.1抗剪分析模型 202
6.6.2受剪承载力公式 203
6.6.3各种模型和公式计算结果的比较 206
7全CFRP筋预应力混凝土T形截面梁抗弯性能研究 208
7.1引言 208
7.2全CFRP筋预应力混凝土T形截面梁抗弯性能试验 208
7.2.1试验方案 208
7.2.2试验梁所用材料性能 209
7.2.3试验梁的设计 209
7.2.4试验梁的加载及测试方案 211
7.2.5试验梁的制作 214
7.3受弯构件试验结果及分析 216
7.3.1试验情况 216
7.3.2截面变形 218
7.3.3梁顶混凝土压应变 220
7.3.4特征荷载值 220
7.3.5荷载-挠度关系 221
7.3.6裂缝开展 223
7.3.7受拉区纵筋应变 225
7.4理论分析与数值模拟 226
7.4.1基本假定与本构关系 226
7.4.2抗弯承载力计算 228
7.4.3挠度计算 233
7.4.4裂缝性能 235
7.4.5数值模拟 237
8纤维筋混凝土结构在工程中的应用案例 242
8.1地磁观测站特点 242
8.2地磁观测站设计及施工 243
8.2.1工程概况 243
8.2.2结构形式及材料选择 243
8.2.3地磁观测站设计要点 244
8.2.4地磁观测站施工要点 244
8.3小结 246
附录1 FRP筋测试方法指南 247
附录2 FRP筋混凝土梁抗弯抗剪设计指南 258
附录3 FRP筋混凝土结构施工指南 272
参考文献 277