近年來，儲量豐富的海砂資源作為混凝土的替代資源得到了應用和推廣，但是海砂中氯離子含量過高如不經處理而直接應用于混凝土結構中，會引發(fā)鋼筋的過早腐蝕，嚴重影響結構的安全性和使用壽命。為了去除海砂中的氯離子等雜質，需使用專業(yè)設備進行淡化處理，增加海砂使用成本的同時，也會消耗大量的淡水資源。因此，如果能夠利用海砂替代傳統(tǒng)河砂、海水作為建筑用水制備出可以抵抗海水海砂腐蝕且符合使用要求的建筑材料，將產生巨大的經濟效益并能實現(xiàn)河砂資源的可持續(xù)利用。

針對海水海砂氯離子含量過高以及混凝土結構的鋼筋銹蝕問題，新材料和新型結構在基礎設施建設上的研究與應用引起了國內外的廣泛關注。其中，纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer，簡稱FRP)由于具有耐腐、輕質、高強和施工便捷等優(yōu)點，其在土木工程中的應用己成為了一個研究熱點。因此，將具有優(yōu)越耐久性的FRP材料代替鋼筋運用于沿海/海洋基礎設施的建設，不僅可以提升結構的耐久性，還可以采用豐富的海砂海水資源作為建筑材料制造混凝土。然而，F(xiàn)RP筋作為完全線彈性的脆性材料，具有較低的彈性模量，沒有類似于鋼筋的屈服平臺，使得傳統(tǒng)的FRP筋增強混凝土受彎構件(如梁)的延性遠低于鋼筋混凝土受彎構件，會產生相對較大的裂縫、撓度，呈現(xiàn)出脆性破壞，嚴重限制了FRP筋混凝土結構在土木工程中的應用。

針對傳統(tǒng)的FRP筋混凝土梁構件在受力破壞過程中不具備延性或者延性較差的問題，相關研究者提出了多種纖維混合筋、FRP?鋼組合筋以及預制的受壓區(qū)延性塊等解決方案，但也存在一定的局限性。因此，探索和研究一種環(huán)境友好、資源節(jié)約且能有效提高FRP筋混凝土受彎梁構件的延性性能的方法，具有顯著的工程價值和研究意義。

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種全FRP筋增強海水海砂混凝土高延性梁及其應用，其目的在于，提高FRP筋混凝土受彎梁構件的延性性能，同時有效增強混凝土梁的極限承載力和抗剪強度。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一方面，提出了一種全FRP筋增強海水海砂混凝土高延性梁，包括FRP縱向受拉筋、FRP架立筋、FRP螺旋筋和FRP箍筋，其中：FRP縱向受拉筋、FRP架立筋、FRP螺旋筋均沿梁縱軸方向布置，且FRP螺旋筋位于FRP縱向受拉筋和FRP架立筋之間；FRP箍筋與FRP縱向受拉筋垂直，并沿梁縱軸方向布置，該FRP箍筋與FRP縱向受拉筋、FRP架立筋、FRP螺旋筋綁扎成整體，共同形成FRP筋骨架，F(xiàn)RP螺旋筋位于FRP筋骨架上部；FRP筋骨架內由混凝土填充澆筑。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種全FRP筋增強海水海砂混凝土高延性梁的應用，將FRP筋增強高延性梁用于海水海砂混凝土結構、海洋環(huán)境下或要求電磁隔離的結構中。

本發(fā)明主要具備以下的技術優(yōu)點：

1.與常規(guī)FRP筋混凝土梁相比，本發(fā)明通過采用FRP螺旋筋對梁受壓區(qū)混凝土進行有力約束，在受壓區(qū)域形成具有良好變形能力的壓縮屈服塑性鉸，使梁從突然發(fā)生的脆性破壞轉變?yōu)橐环N有征兆的延性破壞過程，此受力機制為結構失效提供了安全預警，增加了安全儲備。此外，F(xiàn)RP螺旋筋的約束作用大大提高了受壓區(qū)混凝土極限壓應變和抵抗變形能力，在提升梁延性能力的同時，有效增強了混凝土梁的極限承載力和抗剪強度，并能延緩斜裂縫的發(fā)展。

2.本發(fā)明混凝土梁為全FRP筋骨架構件，可以充分發(fā)揮FRP筋輕質高強和耐腐蝕性特點，解決了傳統(tǒng)混凝土結構鋼筋銹蝕的風險，提高了梁的耐久性，用于沿海工程或島礁工程效果更突出；同時，由于本發(fā)明混凝土梁不采用鋼材，F(xiàn)RP筋材的非導電性和非磁性同樣適用于有著抗電磁干擾等特殊功能要求的建筑物中。

3.本發(fā)明將FRP螺旋筋構件固定于FRP筋骨架的上部空間、混凝土梁的頂部受壓區(qū)域，且在梁中部L/3(L為梁凈跨長)段進行密螺旋間距配置，另外兩側段則采取相對稀疏的2～4倍密螺旋間距配置，此構造機制在保證梁跨中在較強約束下形成有效塑性鉸進而提高延性的同時，又增強了梁其他區(qū)域的延性和抗剪承載力等力學性能，且大大減少了梁全部采取密間距布置FRP螺旋筋的材料用量。

4.本發(fā)明采用兩根不同螺旋直徑的FRP螺旋筋同心套設，或兩根相同螺旋直徑的FRP螺旋筋交叉重疊并排布置，可以進一步增強FRP螺旋筋對梁跨中混凝土的約束效果，并能避免單根FRP螺旋筋布置時由于過密間距而導致混凝土澆筑不密實或澆筑工藝難度大的問題。

5.本發(fā)明采用環(huán)境友好、儲量豐富的海水海砂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的淡水河砂作為混凝土的集料，尤其適用于沿海工程，便于就地取材，造價低廉，并能夠大大緩解淡水、河砂資源日趨緊缺的問題，綠色節(jié)約、經濟環(huán)保，實現(xiàn)了基礎設施建設的資源利用可持續(xù)。