溫度對纖維增強塑料筋本構關系影響研究

萬朝陽, 蘇柳明, 許方方, 陳磊, 陳朝紅, 肖雷

(1. 美好建筑裝配科技有限公司，湖北 武漢 430000；2. 中國建筑第二工程局有限公司，北京 100032 )

0 引言

纖維增強塑料筋(Fiber Reinforced Polymer Bars)是由纖維和基體樹脂材料摻入適量的輔助劑并經過高溫拉擠工藝和特殊表面處理所形成的一種新型復合材料。纖維增強塑料筋具有耐腐蝕性能好[1]、絕緣性能高[2]、抗拉強度高[3-4]、可設計性強，熱膨脹系數與混凝土(8～12×10-6/℃)相近[5-8]等優點，應用在土木建筑中具有很好的前景。因此，要加強對纖維增強塑料筋力學性能的研究。單個纖維的力學性能，有各向同性的，也有橫觀各向同性的。為了研究纖維復合筋的力學性能，先研究纖維和樹脂組成的纖維復合筋的本構方程。本試驗以玄武巖纖維和基體樹脂組成的玄武巖纖維增強塑料(BFRP)筋、玻璃纖維和基體樹脂組成的玻璃纖維復合(GFRP)筋為研究對象，將其放置在20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃、120 ℃的溫度控制箱內恒溫30 min，冷卻到室溫后對BFRP、GFRP筋進行拉拔試驗，研究BFRP、GFRP筋在線彈性變形下的本構方程，得到溫度對BFRP、GFRP筋的本構關系的影響，并根據本構關系得出BFRP、GFRP筋對溫度作用后的敏感性。

1 纖維增強塑料筋線彈性本構方程

纖維增強塑料筋線彈性本構方程就是纖維增強塑料筋的應力與應變的關系。為研究纖維復合增強塑料筋對溫度作用后的力學性能，需建立纖維增強塑料筋在20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃、120 ℃溫度作用后的本構方程[9]。由于纖維增強塑料筋由多根纖維束和樹脂粘接在一起，可將纖維增強塑料筋看成連續體。因此，可用連續力學的方法建立纖維增強塑料筋的本構方程。……