高温后FRP筋纵向拉伸性能

通过拉伸试验研究了高温后纤维增强聚合物(FRP)筋的纵向拉伸性能.试验参数包括温度、FRP筋直径、FRP筋种类和恒温时间.结果表明:室温下和高温后FRP筋拉伸应力-应变关系曲线相似;随着温度升高,FRP筋抗拉强度和极限应变逐渐下降;在试验温度范围内,高温作用对FRP筋的拉伸弹性模量影响较小;随着玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋直径减小,高温作用后BFRP筋抗拉强度降低程度呈增加趋势;BFRP筋直径对弹性模量和极限应变的影响没有明显规律;高温作用对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的影响大于BFRP筋;270℃时FRP筋在0.5h前已完成大部分玻化、热分解反应.建议了300℃以内高温后FRP筋抗拉强度折减系数应取的值,当温度高于300℃时,BFRP筋和GFRP筋均不应使用.

特定环境下FRP与混凝土正拉黏结性能试验研究

通过纤维增强塑料(FRP)与混凝土试件的正拉黏结强度试验来研究碳化、冻融循环、盐溶液干湿循环下FRP与混凝土之间的黏结耐久性．碳化、干湿循环作用后,CFRP与GFRP试件的正拉黏结强度有一定提高,表明这两种复合材料体系可以用来加固碳化、盐溶液干湿循环作用地区的混凝土结构．冻融循环作用达到一定循环次数后,正拉黏结强度随着冻融循环次数增加逐渐降低,这与冻融降低了混凝土强度有关,冻融循环对复合材料与混凝土的黏结界面也有不利影响,因此这两种复合材料体系用于加固承受冻融作用的混凝土结构时,需要考虑耐久性问题．

工程结构用FRP筋的力学性能

通过分析工程结构用纤维增强塑料(FRP)筋的组成和物理力学性能特点,对比FRP筋性能和钢筋性能的不同之处,指出了FRP筋在工程结构中的适用性和应用前景。通过试验研究,分析了局部弯折对芳纶纤维增强塑料(AFRP)筋极限抗拉强度、加载速率和加载历史对编织型芳纶纤维筋(FiBRA)型AFRP筋弹性模量,以及应力水平对FiBRA型AFRP筋松弛率的影响,建立了规格为FA11的FiBRA型AFRP筋的松弛率计算公式。结果表明,局部弯折可能导致FRP筋的极限抗拉强度下降,FiBRA型AFRP筋编织状的成型特征造成其弹性模量在张拉过程中是渐趋稳定的,并且造成其总松弛量较大,工程应用时需充分考虑这些因素。

玻璃纤维增强复合材料筋材连接试验研究

本文通过实验研究了由两种不同的粘结材料对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋材的连接特性。研究表明采用环氧类树脂粘结剂进行钢套管和GFRP筋的连接,技术可行;环氧类树脂粘结剂的粘结滑移关系曲线上升段具有双折线特性。依据粘结滑移关系曲线,建议粘结强度设计值以屈服强度或控制变形量为确定标准,本试验建议取粘结极限强度的50%。提出了选择粘结剂的指标和温度影响、各种环境介质对其粘结性能劣化的影响试验要求。

碱和海水环境下GFRP筋的抗拉性能加速老化试验研究

基于ACI 440.3R—04及ASTM D665—06规定的试验方法,分别开展了碱环境及海水环境下共70根玻璃纤维塑料(GFRP)筋抗拉性能的加速老化试验.结果表明:侵蚀183 d和365 d后,碱环境下GFRP筋的抗拉强度分别下降了48.81%和55.00%;而海水环境下其抗拉强度则分别下降了24.99%和30.55%;侵蚀环境及侵蚀时间对GFRP筋弹性模量影响不明显.结合加速老化试验结果及电子扫描电镜对腐蚀前后GFRP筋微观形貌的观测结果,对2种环境下GFRP筋的劣化机理进行了对比分析.结果表明,2种环境下GFRP筋劣化机理类似,劣化程度不同.其主要原因是OH-离子来源不同,浓度存在差异:碱环境中OH-离子是原有溶液中的,而海水环境中的OH-离子须通过树脂水解反应产生.

三种套建结构在既有房屋增层改造中的应用

为完善既有房屋套建增层改造决策系统和技术措施,结合具体工程实践,对预应力混凝土框架结构套建增层;新增结构一层顶采用内置预应力钢桁架-混凝土组合框架梁的框架结构套建增层;预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层的设计与施工要点,进行对比分析.结果表明:预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层,不但可实现施工过程中底层楼盖的自承重,而且与其他方案相比,结构整体造价低,施工周期短.因此,在既有房屋套建增层改造中应优先选择预应力钢-混凝土组合框架结构.

温石棉纤维增强聚丙烯基木塑材料性能的研究

利用对人体健康无伤害的温石棉纤维增强木塑复合材料。实验结果表明,加入温石棉纤维后,木塑复合材料的物理机械性能得到大幅度的提高。温石棉纤维含量为15%时,木塑材料的弯曲强度提高24.3%,冲击强度提高40%,拉伸强度提高42.3%,与玻璃纤维增强木塑复合材料的效果相当。温石棉纤维的储量丰富,更具有价格优势。

连续纤维加固结构技术及其发展中的若干问题

介绍了连续纤维增强塑料(FRP)的材料特性及其用于结构加固的优越性,回顾了该技术的发展概况,指出了其推广应用过程中亟待解决的关键问题。

不同应变率和温度下AFRP力学性能试验研究

利用MTS液压伺服高速试验机测试芳纶纤维(Kevlar 29)增强复合材料(AFRP)在不同应变率(25,50,100和200s-1)和温度(-25,0,25,50和100℃)条件下的力学性能.结果表明,在相同温度(25℃)下,随着应变率的增大,杨氏模量和拉伸强度先增大(25~50s-1)后减小(50~200s-1),而韧性则表现为相反的趋势.在相同应变率(25s-1)下,温度的升高会造成杨氏模量出现波动,拉伸强度上升,而韧性则没有明显的改变.不同试验条件下AFRP破坏形态没有明显区别,均为较平整断裂面.最后,通过Weibull分析,量化了破坏强度在不同应变率和温度下的离散程度.

活性粉末混凝土(RPC)对碳纤维(CFRP)筋锚固性能的试验研究

近年来,CFRP筋在桥梁及结构工程中的应用及研究日趋广泛,但CFRP筋的锚固问题成为最大困难.本文从解决这一实际问题入手,提出了以活性粉末混凝土(RPC)作为新型粘结介质的粘结式锚具.通过静载试验详细研究了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、根数、套筒内壁倾角等参数下的锚固性能.证明了在目前可供选择的粘结介质中,RPC以其优异的性能,为CFRP筋提供了可靠的锚固方法.

GFRP与CFRP加固T形截面RC外伸梁抗剪强度之比较

试验研究了T型截面混凝土外伸梁负弯矩区段采用U形粘贴玻璃纤维布(GFRP)与碳纤维布(CFRP)进行抗剪加固时,在不同的加固形式下,梁斜截面的受力性能和破坏特征,并对其机理进行了初步分析。比较了梁负弯矩区段分别采用GFRP加固和CFRP加固时其抗剪强度之差异。

圆形水池无粘结预应力混凝土池壁结构设计

针对某综合废水处理厂新建废水处理复合生物池池壁,采用无粘结预应力混凝土结构,给出了池壁在水压力、土压力、温度作用下的内力计算方法,根据最不利荷载组合进行配筋计算及施工过程中池壁混凝土应力验算,在池壁预应力筋施工过程中,环向预应力筋应两端张拉,竖向预应力筋一端张拉,且环向预应力筋和竖向预应力筋张拉应对称进行.

CFRP板与混凝土间粘结性能试验

设计制作了27个梁试件,测量了以混凝土强度等级和CFRP板粘贴长度为设计参数的CFRP板的应变及测试端CFRP板剥离破坏时的最大荷载。结果表明:混凝土强度等级越高,CFRP板与混凝土间的粘结强度也越高;粘贴长度越长,CFRP板与混凝土间的平均粘结应力越小,当粘贴长度超过有效粘贴长度后,平均粘结强度应以有效粘贴长度计算。CFRP板与混凝土粘结强度模型计算结果与试验结果吻合良好。

聚酯纤维增强木粉/HDPE复合材料的力学及吸水性能

采用先开炼再挤出的成型工艺制备短切聚酯纤维(PF)增强木塑复合材料(PWPC),分析了PF的添加量及长度对复合材料性能的影响。实验结果表明,添加长度为2 mm的PF时,几乎无法起到增强作用;随着PF添加量和长度的增加,PWPC的力学性能稍有提高。当PF长度为4 mm、添加量为6%时,其弯曲强度和冲击强度分别提高了5%和6%,表现出较好的综合力学性能;同时耐水性能显著改善,31 d常温吸水率下降26.4%,2 h沸水吸水率下降23.4%。

预应力钢骨混凝土梁动力性能参数

为促进预应力钢骨混凝土梁这一新型结构型式在地震区的推广应用,对7根跨度为3800mm、2根跨度为4500mm的预应力钢骨混凝土简支梁的骨架曲线进行了仿真分析,仿真分析结果与试验结果吻合较好.利用仿真分析方法,探索了截面型钢抗力与截面总抗力之比(α)与截面预应力筋抗力与截面总抗力之比(r)两个参数对截面单调弯矩-曲率曲线和构件单调荷载-位移曲线的影响,统计回归了预应力钢骨混凝土梁曲率延性和位移延性的计算公式.最后建立了与试验结果吻合较好的预应力钢骨混凝土梁荷载-位移恢复力模型和弯矩-曲率恢复力模型.

基于室内拉拔试验的GFP-SN力学特性研究

对螺纹状和光面两种不同表面特性的GFP-SN进行了室内拉拔试验,以砂浆为锚固体,研究了室内拉拔试验中GFP-SN承受拉拔荷载的力学特性。结果表明,GFP-SN的表面特性对其拉拔性能和破坏形式影响较明显,在破坏前GFP-SN的各点应力随拉拔力增大而增大,GFP-SN的埋设范围内应力大小分布不均匀。

土木工程中FRP的应用状况及发展动向

介绍了欧洲、日本、美国等国的纤维增强塑料的发展及应用状况,并就我国的研究开发现状和整个国际市场的发展趋势做出了分析。

FRP板加固钢梁的设计方法研究

给出了包括概念设计和计算在内的FRP加固钢梁的设计方法。概念设计给出了评价是否采用FRP进行加固的因素,分析了钢结构加固的要点,并提出采用预应力转移恒载的加固方式。FRP加固钢梁设计的主要步骤是:确定材料属性、评估原有构件的性能、确定所需的FRP截面积、计算界面应力、考虑疲劳荷载下的性能及细节设计。在考虑疲劳荷载作用时,粘接层的最大界面应力不能超过静载强度的30%。

弹性模量评价GFRP筋质量方法探讨

通过试验研究不同直径、不同环境温度条件下GFRP筋拉伸极限强度与其拉伸弹性模量的相关性。试验结果表明,基于拉伸弹性模量评价GFRP筋质量是可行的。建议采用拉伸弹性模量和变异系数作为控制指标来评价GFRP筋质量。采用此法来评价GFRP筋质量,可以采用普通试验装置,难度小,便于操作,为提高生产质量和出厂检验提供较好的保证。研究成果对GFRP筋在工程中应用推广具有实用意义。