BFRP 连接件
BFRP 连接件特点：
玄武岩纤维绿色环保；抗疲劳、蠕变性能好；导热系数低，有利于节能保温；耐腐蚀性好，适用于混凝土碱性环境；热膨胀系数与混凝土相近，保持变形一致性；与合金件比，轻质高强，造价低。
研究方法与过程
本实验设计了 18 组双剪试验，每组 3 个试件，共 54 个试件。试件混凝土外叶板厚度为 60mm，内叶板厚度为 120mm，试件高度 400mm，宽度 200mm，连接件位于试件中间位置。
主要的试验参数包括：
连接件直径 (12mm、10mm、8mm)；
连接件安装角度 (90°、75°、60°、45°)；
连接件受力模式 (弯-剪、拉-弯-剪、压-弯-剪)；
保温层厚度 (100mm、150mm、200mm、250mm)。
试件由连接件、混凝土、保温板三部分组成，其中连接件为一体化深肋纹 BFRP 筋 (如上图所示)，导热系数为 0.6W/(m·K)。试验研究表明混凝土强度、粘结长度、外表面形状等参数影响 FRP 筋粘结性能。肋间距为 1 倍筋材直径，肋高度为直径的 6%，肋宽度为直径的 25% 时，BFRP 筋与混凝土具有较好的工作性能，其粘结强度比钢筋提高了 29.5%。混凝土采用商品混凝土，混凝土标号为 C25。同条件养护 28 天后，进行立方体试块强度测试，测得其抗压强度分别为 30.2MPa、28.4MPa、28.7MPa，取三个强度的平均值再乘以修正系数 0.95 作为混凝土强度值，则混凝土实测抗压强度值为 27.7MPa。保温板采用挤塑聚苯乙烯板 (XPS) 保温板，密度为 35kg/m3，抗压强度为 250kPa，导热系数为0.028W/(m·K)。
制作流程
可概括为 4 个步骤：连接件、保温板准备→连接件安装，模具制作→保温板安装→混凝土浇筑。
首先将 BFRP 连接件按各试验组所需的长度切割成不同长度，然后在保温板上插入，控制保温板两侧露出连接件长度一致，垂直投影长度均为 50mm；利用定位板，在模板中进行保温板安装固定；最后进行混凝土分层浇筑，每次浇筑三分之一，浇筑完成后对试件进行洒水养护 28 天后进行试验。
试验装置如下图所示，试件的外叶板混凝土支撑在钢垫块上，图中 B 为保温层厚度；α 为连接件安装角度。试验采用 W+B 作动器进行加载，设备最大荷载为 500kN，加载方式采用位移控制，加载速度为 2mm/min。荷载值由试验机传感器记录，混凝土内外叶板之间的相对滑移采用位移计 D1 测量，加载过程中混凝土外叶板的倾斜状况，采用顶部设置的两个水平方向的位移计 D2、D3 测量，测量数据由数据采集仪记录。
双剪试验装置
研究总结
本文基于 BFRP 连接件双剪试验，获得了 BFRP 连接件破坏模式、荷载位移曲线和承载力，分析了 BFRP 连接件跨径比、安装角度、布置间距和组合度等参数对抗剪承载力的影响，提出了连接件抗剪承载力承载力模型。主要结论如下：
(1) 安装角度不同导致试件呈现不同的破坏模式。随着安装角度的减小，BFRP 连接件的破坏模式从层间剪切失效到连接器断裂，再到混凝土开裂。
(2) 应力模式对荷载-位移曲线的离散性有很大影响。弯-剪和拉-弯剪切试件的试验曲线一致性较好，而压-弯剪试件的曲线由于连接件发生了屈曲而表现出较大的分散特性。
(3) 连接件的布置间距对抗剪承载力的影响相对较小，最大误差为 2.2%。为了在安全储备比较富裕的情况下获得较高的刚度和承载力，连接件的跨径比不宜大于 15，角度应设置为 60°或75°。
(4) 对于具有平面或空间组合的 BFRP 连接件的设计，剪切力可以通过单个 BFRP 连接器剪切力的线性叠加进行 PCSP 系统的设计。
(5) 抗剪承载力和最大剪力的预测模型具有良好的准确性，相关系数 (R2) 分别为 0.982 和 0.946。对于厚度在 200mm 内 PCSP 系统，预测模型可为 BFRP 连接件的设计和选择提供依据。