①对GFRP筋纵向拉伸性能进行试验研究。山西GRC构件确定其基本力学性能(包括抗拉强度、弹性模量和极限应变)，为此类筋材研究提供材性依据。②对GFRP筋的搭接强度进行试验研究。试验参数包括GFRP筋搭接长度、混凝土保护层厚度、混凝土强度、配箍率、GFRP筋直径，分析在上述参数下GFRP筋搭接强度的变化规律和机理。③对试验得到的GFRP筋与混凝土黏结滑移曲线进行研究。分析在GFRP筋搭接长度、混凝土保护层厚度、混凝土强度、配箍率、GFRP筋直径5参数影响下黏结-滑移(搭接筋的两自由端相对滑移)曲线的变化，并分析其原因。④通过在搭接段中点和四分点粘贴应变片，分析各级荷载下搭接段应变分布及变化情况，研究其搭接性能。⑤基于试验结果，提出GFRP筋的搭接强度计算公式及GFRP筋在混凝土中的搭接长度计算公式，为确定受拉GFRP筋搭接长度合理取值提供试验和理论依据。FRP筋与混凝土的搭接性能试验概况。试验方法，与钢筋搭接一样，FRP筋的绑扎搭接接头传力，其本质是FRP筋在混凝土中的锚固。山西GRC构件FRP筋的绑扎搭接接头是采用镀锌铁丝将两根筋并排搭接绑扎，而铁丝绑扎只是为了固定搭接筋，形成牢固的平面网架或空间骨架。

其中，直径10mm、搭接长度180mm的试件表现为黏结强度与是否配置箍筋无关，山西GRC构件主要是因为搭接长度180mm的试件全部发生筋拉断破坏，为非黏结破坏。虽然配箍率对黏结强度影响不大，但配箍试件试验结果离散性小，且破坏表现出一定延性。搭接长度不很大时，配箍率的增大，改善了试件受力不均匀性，限制裂缝开展，加强了GFRP筋外围混凝土的抗劈裂能力。GFRP筋直径，不同筋直径试件GFRP筋与混凝土间的黏结强度变化规律。从中可以看出，黏结强度随GFRP筋直径的增加。注：表中显示的是混凝土强度C35，搭接长度分别为120mm、180mm，降低率=(GFRP筋直径10mm试件的黏结强度一其他直径试件的黏结强度)度×100%。显示的是混凝土强度C35，搭接长度分别为120mm、180mm，箍筋箍试件的黏结强度。(a)搭接长度120mm试件搭接长度120mm、180mm无配箍试件黏结强度随搭接长度120mm的无配箍试件，从直径10mm、12mm到0.12MPa、0.95MPa，降低率分别为1.01%、8.02%。分析其GFRP筋表面的变形大于其横截面中心的变形，这会导分布不均匀，即剪切滞后现象。山西GRC构件直径越大，横截面面积越大，剪切滞后现象就越明显，GFRP筋与混凝土的黏结强度也就会GFRP筋直径越大，包裹在筋表面的混凝土泌水越大，FRP筋与混凝土之间的接触面积减小，造成GFRP筋降低。

由于黏结树脂对高温比较敏感，当温度高于一定限值时会发生玻璃化，即处于流塑状态，它对纤维丝的黏结作用会逐渐退化乃至丧失；处于高温环境中的连续纤维丝的性能也会发生不同程度的变化。山西GRC构件因为高温下FRP筋的各种组成材料本身的变化，造成FRP筋的力学性能也会发生相应的变化。Rehm和 Franke以及Sen研究发现，E-玻璃的熔化温度为1260℃，但在200℃时其强度比20℃时要下降很多，当温度达到550℃时，玻璃纤维的抗拉强度仅是室温条件下的1/2；黏结树脂的玻璃化点一般在100~200℃，超过这一温度树脂将会发生玻璃化、热分解和炭化，从而失去黏结能力；由黏结材料和玻璃纤维丝共同组成的整体—GFRP筋材在100℃时的强度大约是20°C时的70%(钢材大约是95%)，若温度高于400°C，则下降到30%(钢材大约是50%)。由此可以看出：高温对GFRP筋材的影响是巨大的。山西GRC构件当火灾发生时，处于火场中的建筑构件均受到高温环境的影响，虽然处于混凝土保护层之内的FRP筋不直接暴露在火场中，但其周围的环境温度会随过火时间的延长而逐渐升高。

缠绕玻璃纤维束的GFRP筋能够在40N·m扭矩作用下坚持更长的时间而不发生破坏，这对于GFRP锚杆在边坡、煤矿支护过程中更加有利。山西GRC构件但由于用玻璃纤维束作为缠绕物生产时，纤维束为松散状，容易搅在一起而影响生产的稳定性与连续性，用玻璃纤维带缠绕时不会出现此问题，并且抗扭性能与用玻璃纤维束差不多，均比尼龙绳缠绕的强，综合考虑用玻璃纤维带缠绕的GFRP筋材更适合作为锚杆。腐蚀环境下的力学性能，尽管FRP材料不会像金属那样产生电化学腐蚀，但仍然会在不同的化学环境中(包括酸、碱)发生性能的劣化。山西GRC构件这种劣化随着温度的升高而加剧，由于纤维的“沥滤”作用，其很容易受到碱性和中性溶液的腐蚀，但是在树脂包裹下形成的FRP制品后会有很大的改善，目前国内外对此也开展了一定的研究，AC1440委员会有关研究没有对其产品给出明确的规定，但是强调暴露于环境中的构件，采用GFRP筋进行构件增强时，强度标准值应乘以0.7的安全系数，以作为设计强度。某实验现场取样进行常温化学物质3个月腐蚀性试验。

这些因素都会导致FRP筋材料的性能在火灾中逐步退化，造成FRP筋混凝土结构的破坏，严重威胁使用安全。因此，FRP筋混凝土结构抗火性能的研究对其在土木工程中的应用至关重要，提供这种结构的抗火设计方法和抗火防护措施势在必行。另外，当混凝土结构遭遇火灾后，钢筋或者GFRP筋和混凝土力学性能的劣化可能导致火灾后结构的安全性和耐久性不足，山西GRC构件需随结构的损伤及剩余承载力进行计算和评估，进而对确定是否能继续服役及灾后加固修复的选择具有重要的现实意义。为了研究火灾环境中FRP筋材料和FRP筋增强混凝土结构的力学性能，保证FRP筋增强混凝土结构在火灾条件下的安全性，国外研究者从20世纪开始进行了尝试性的试验研究和理论分析。但目前国内外对FRP筋混凝土结构的抗火问题还没有系统深入，研究工作的欠缺导致对FRP筋混凝土结构的抗火性能认识不足，缺乏信心，从而影响了FRP筋在工程中的推广应用。山西GRC构件基于此，本章对钢筋混凝土结构中应用最多的钢筋变形钢筋和钢筋的补充及替代的材料GFRP筋进行高温后力学性能的试验研究。