在实际工程应用中，钢筋腐蚀所引起的钢筋混凝土结构的耐久性破坏是土木工程中最普遍的问题之一。解决钢筋锈蚀问题对提升钢筋混凝土结构的整体耐久性至关重要。实践证明，玻璃纤维筋(GlassFiber Reinforced Polymer，简称GFRP)作为纤维增强复合材料(FRP)的一种，能够很好地代替混凝土结构中的传统普通钢筋。玻璃纤维筋是由多股连续纤维通过基底材料进行胶合后，经特制模具挤压并拉拔成型的一种新型的钢筋替代材料。其抗拉强度高、容重小、抗腐蚀性能好、塑性变形小、抗剪强度低、电磁绝缘性好以及热膨胀系数与混凝土接近的优点使得它成为普通钢筋的优良替代品^[1]。

但由于玻璃纤维筋的几何及材料特性与普通钢筋有着较大的差别，因此现有的普通钢筋混凝土构件的力学特性与设计方法等结论不能直接应用于玻璃纤维筋混凝土构件中。通过试验研究与理论分析，确定满足玻璃纤维筋混凝土构件特性的设计理论是当前需要解决的问题。近年来，国内外研究学者开展了许多针对纤维增强材料混凝土构件的研究，发表了许多重要的成果。在国内，薛伟辰等^[2-3]对FRP筋混凝土梁的正截面抗弯承载力进行了研究，确定了FRP筋混凝土梁的破坏模式，并提出了了FRP筋“名义屈服强度”的计算公式。同时，其团队对FRP筋混凝土梁挠度的计算方法进行了较系统的研究，提出了FRP筋混凝土梁挠度值的建议计算公式。在国外，Adeel等^[4]通过试验发现基于形状记忆合金的FRP筋材料能够延缓混凝土梁构件中塑性形变的累积，从而显著增加混凝土结构整体性能。Kassem等^[5]系统研究了GFRP筋混凝土梁承受荷载情况下的挠度、裂缝、应变、抗弯承载力和破坏模式。Mias等^[6]对长时间加载下的FRP筋混凝土梁变形特性进行了研究，揭示了加载与去加载过程以及配筋率对FRP筋混凝土梁形变的影响。

在目前已有的研究基础上，进一步的探究有助于推广纤维替代材料在混凝土结构中的运用，对于保障土木工程结构的安全、经济与耐用能够产生显著的作用，最终实现良好的社会与经济效益。

2. 研究的基本内容与方案

本课题将以玻璃纤维筋(GFRP)混凝土梁为研究对象，通过构件加载试验研究其变形性能，同时运用ABAQUS有限元分析软件建立对GFRP筋混凝土梁的仿真模型，模拟其在荷载作用下的变形特性，进行相关参数研究，从而对玻璃纤维筋混凝土梁设计理论提出合理化建议和意见。

研究内容涉及对具有不同参数（几何尺寸、配筋率、混凝土强度等）的多组GFRP筋与普通钢筋试验梁进行加载试验，观察受力过程、荷载-挠度曲线及破坏模式等。然后利用ABAQUS有限元软件对不同参数的混凝土梁进行建模与模拟加载，对比计算结果与试验结果是否良好吻合。最后对参数进行分析，给出GFRP筋混凝土梁的设计建议。

技术方案及措施为（1）对文献和资料进行收集整理。收集各国目前应用于玻璃纤维筋混凝土梁的设计方法并进行对比，分析、总结各种方法的优缺点^[7-15]。（2）GFRP筋混凝土梁的制备。确定控制的参数 (截面几何尺寸、配筋率、混凝土弹性模量等)。（3）对混凝土梁进行加载，记录开始加载至结构破坏过程中的各项参数与指标。（4）进行有限元建模，对比GFRP筋混凝土梁的极限弯矩实验值及荷载-挠度曲线与ABAQUS计算值。（5）对研究成果进行分析整理，并总结撰写毕业论文。

[1]张鹏.FRP筋混凝土梁受力性能的试验研究及理论分析[D].南宁:广西大学博士学位论文,2006:1-2.

[2]薛伟辰,郑乔文,杨雨.FRP筋混凝土梁正截面抗弯承载力设计研究[J].工程力学,2009,26(1):79-85.

[3]薛伟辰,郑乔文,杨雨.纤维塑料筋混凝土梁挠度的计算方法[J].水利学报,2008,39 (7):883-889.

[4] Adeel Z, Bassem A. Experimental FlexuralBehavior of SMA-FRP Reinforced Concrete Beam[J]. Frontiers of Structural andCivil Engineering, 2013, 7(4): 341-355.