纤维增强复合材料(FRP)配筋混凝土结构研究综述

新型建材纤维增强复合材料(FRP)具有高抗拉强度、低密度和耐腐蚀性能优良等特性,是一种具有巨大潜力的工程材料。如今,传统的钢筋混凝土结构面临钢筋易锈蚀的问题,给社会造成了较大的经济损失,维护和修复成本高昂。通过在特定环境中将钢筋替换为FRP筋,不仅能够有效解决钢筋混凝土结构的耐久性问题,而且能够进一步优化其工作性能,延长使用寿命,降低维护成本。首先简述了FRP筋混凝土结构的国内外研究进展,随后对FRP筋、FRP筋混凝土及预应力FRP筋混凝土结构的特性进行了阐述,最后对FRP筋混凝土结构的重要发展问题进行了总结,并对其未来的发展前景进行了展望。

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

碳纤维增强复合材料筋对“弱柱节点”抗震性能的影响研究

为研究“弱柱节点”内置碳纤维增强复合材料(CFRP)筋对节点抗震性能的影响,设计并开展不同CFRP筋配筋率的两组“弱柱节点”双向等幅低周往复荷载试验,研究此类节点的破坏类级及破坏形式方面的差异。试验结果表明:内置CFRP筋的配筋率是影响“弱柱节点”破坏程度的重要因素;“弱柱节点”内置CFRP筋时,CFRP筋配筋量越大,节点的承载力不一定越高,CFRP筋配筋率较低且采用小直径CFRP筋时,节点的承载力和变形性能均有所提高;“弱柱节点”内置CFRP筋,需要控制CFRP用量在合适的范围内,才能更好地改善和提高“弱柱节点”的抗震性能,实现结构纠错、容错,降低“弱柱”造成的结构抗震性能影响。

纤维增强复合材料(FRP)筋在土木工程中的应用

纤维增强复合材料(FRP)筋材在土木工程中已经有了较多的应用,本文详细分析了FRP筋材在土木工程中的各个方面的应用,指出了FRP筋材与钢材相比存在的优点以及不足,提出了FRP筋材以后的发展方向。

纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱研究进展

纤维增强复合材料(FRP)在混凝土结构加固中得到了广泛的应用。依据国内外相关资料,从FRP材料类型与施工方法、试验加载形式、混凝土柱截面形式、加固后柱的强度、延性及破坏模式等方面,对FRP加固混凝土柱的大量研究成果进行了总结评述,并对今后可能的研究方向提出了展望。

碳纤维增强复合材料筋海洋环境耐久性能研究进展

碳纤维增强复合材料(CFRP)筋作为新型结构工程材料,具有轻质、高强、耐腐蚀等优异性能,可有效替代钢筋,在海洋等腐蚀环境应用前景广阔。介绍了现阶段国内外围绕CFRP材料海洋环境耐久性的研究进展,详细整理分析了CFRP筋耐久性影响机理、耐久性预测模型、CFRP筋混凝土结构耐久性评价等方面可借鉴研究成果,对CFRP筋海洋环境的深入研究发展提出了建议。

纤维增强复合材料(FRP)的研究与应用

在介绍了纤维增强复合材料 ( FRP)的材料性能及其应用形式和应用领域的基础上 ,对 FRP的研究与应用进行了总结和回顾 ,同时指出了存在的一些问题。然后介绍了碳纤维布修复补强工法 ,目的是使 FRP更加有利于土木工程的应用 ,增强结构的使用性能。主要的研究方法是理论和实践相结合。结果表明 ,加固后的建筑结构性能良好。所以运用 FRP对结构进行加固是一种行之有效的方法 。

改进型碳纤维增强复合材料筋复合式锚具的锚固性能

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)筋锚具的结构形式及主要设计参数对锚固性能的影响,设计2个复合式锚具及3个改进型复合式锚具,并进行静载拉伸试验;通过对比分析不同锚具的极限荷载、金属筒测点应变以及锚具最后整体破坏形式,研究改进型CFRP筋复合式锚具的锚固性能。结果表明:在不施加预紧力前提下,改进型复合式锚具螺母纵向紧固力可以有效避免夹片滑移,黏结材料种类对锚固过程稳定性有一定影响,但并不影响最终锚固效果,筋材表面形式对锚具锚固性能影响较大;当金属筒厚度为3mm、黏结长度为250mm、夹片长度为100mm时,带肋CFRP筋为中间炸裂式破坏,充分发挥了CFRP筋的抗拉特性,表明改进型CFRP筋复合式锚有良好的锚固性能。

配筋PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料梁弯剪性能试验研究及数值模拟

为改善普通混凝土梁的破坏形态,防止脆性破坏,提高承载力,采用特定掺量的PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料(HyFRCC)替代普通混凝土。共设计8根试验梁,包括6根配筋PVA-钢HyFRCC梁和2根普通钢筋混凝土梁,进行弯剪性能试验。受剪性能试验结果表明,与普通钢筋混凝土试验梁出现的剪压破坏不同,配筋PVA-钢HyFRCC试验梁均表现为弯曲破坏,这表明在同样条件下,PVA-钢HyFRCC可以改变梁的破坏模式,有效抑制剪切裂缝的形成和发展,使试验梁呈现多缝开裂的延性破坏。剪跨比对PVA-钢HyFRCC梁的承载能力和破坏模式有较大影响。箍筋间距减小到一定程度,试验梁的开裂荷载和极限荷载均有一定的提高。受弯性能试验结果表明,试验梁均发生弯曲破坏,配筋PVA-钢HyFRCC梁的承载能力和变形能力均较普通钢筋混凝土梁有明显的提高。采用有限元分析软件ABAQUS,将PVA-钢HyFRCC的应力-应变关系与混凝土损伤塑性模型结合,对配筋PVA-钢HyFRCC梁的性能进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好。

玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与超高性能混凝土(UHPC)之间的粘结性能,故基于相关文献中153个拉拔试验和42个梁式试验的数据,系统分析了FRP筋直径、相对粘结长度、相对保护层厚度、超高性能混凝土抗压强度、FRP筋表面形态和试验方法对玻璃纤维增强复合材料筋粘结强度的影响规律,通过回归分析和区间预测提出了超高性能混凝土中玻璃纤维增强复合材料筋与粘结强度和锚固长度的计算公式。对比分析了已有FRP筋与普通混凝土之间的粘结-滑移本构模型,基于CMR模型提出了绕肋玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型的计算公式。上述公式计算结果与试验结果均吻合良好,并可为工程设计及后续研究提供依据。

纤维增强复合材料筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算

为评估和校准现行规范中纤维增强复合材料(fiberreinforced polymer, FRP)筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算公式,系统收集了国内外FRP筋混凝土(FRP-RC)受弯构件裂缝宽度试验数据。基于若干筛选原则,建立了包含111根FRP-RC受弯构件的数据库。通过对比最大裂缝宽度试验值和计算值,评估了国内外3部常用规范的适用性。结果表明,规范GB 50608—2010严重低估了裂缝宽度,尤其低估了GFRP-RC和BFRP-RC构件的裂缝宽度;相比之下,规范CJJ/T 280—2018能较准确地预测裂缝宽度,而规范ACI440.1R-15高估了裂缝宽度。基于该数据库,通过引入弹性模量比Ef/Es修正了规范GB 50608—2010中的裂缝间纵向受拉筋应变不均匀系数ψ,并分别校准了3部设计规范中的FRP筋表面形态黏结特性系数。

纤维增强复合材料FRP的组分对性能的影响

简单归纳了纤维增强复合材料强度高、重量轻和耐锈蚀等优异性能,介绍了复合材料的主要组成成分(树脂和增强纤维),分析了其对复合材料性能的影响,得出了一些有指导意义的结论。

纤维增强复合材料制孔刀具技术研究进展

纤维增强复合材料（FRP）将是21世纪应用最为广泛的材料之一，其高效高质量加工仍然需要不断研发新型专用刀具和改善加工工艺来实现。专用FRP制孔刀具的设计、制造，刀具材料和涂层匹配，加工工艺优化是FRP加工的关键技术。

纤维增强复合材料缆索锚固系统研究与应用进展

纤维增强复合材料(FRP)相对于传统钢制缆索具有高强、耐腐蚀和轻质等优异性能,然而如何充分利用这些特性并实现对FRP缆索的可靠锚固,一直是阻碍FRP缆索实现规模化和商业化应用的障碍。FRP缆索锚固系统由非金属的FRP缆索和定制的锚具组成,其研究和应用已成为土木工程界的热点之一。为促进FRP缆索锚固系统的发展和推广应用,从FRP缆索锚固系统的分类、静载锚固性能、长期性能和疲劳性能四个方面综述了FRP缆索锚固系统的研究现状,并介绍了其在实际桥梁工程中的应用。首先综述了FRP缆索锚固系统的分类,对各类不同构造形式和组成材料的黏结型、夹持型和复合型锚固系统进行了系统性梳理,并进行相互之间特点对比;然后剖析了不同类型FRP缆索锚固系统静载锚固性能、长期性能和疲劳性能的影响因素,分析了各类FRP缆索锚固系统的性能机理,并在此基础上阐述了其有限元分析方法和解析分析方法;其次,总结了国内外具有代表性的应用碳纤维增强复合材料(CFRP)缆索锚固系统的实际工程,介绍了CFRP缆索锚固系统的应用场景和基本构型,并强调了各锚固系统的设计特色;最后探讨了FRP缆索锚固系统目前存在的问题和未来的发展趋势,以期对FRP缆索锚固系统的学术研究和工程实践提供新的启发和基础资料。

轴压纤维增强复合材料-型钢-混凝土组合短柱的力学性能

为了研究纤维增强复合材料(FRP)管壁厚度和试件尺寸对FRP-型钢-混凝土组合短柱力学性能的影响,对2根FRP-型钢-混凝土组合短柱进行轴心受压实验;利用有限元软件建立数值模型,对10根模拟试件进行分析,绘制试件在静力荷载作用下的荷载-应变曲线,分析FRP管壁厚度及试件尺寸对FRP-型钢-混凝土短柱轴心受压下力学性能的影响规律。结果表明:在试件尺寸相同的情况下,FRP管壁厚度越大,试件的承载能力越强,延性越好;随着试件尺寸的增大,试件极限应力增大的幅度减小,导致试件的延性劣化。

纤维增强复合材料低温加固的研究现状及展望

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。国内外对碳纤维布加固混凝土的试验研究工作也越来越深入。在总结文献的基础上,介绍了国内外低温下纤维增强复合材料加固混凝土构件的研究现状。最后指出了试验研究中存在的一些问题,并对低温下纤维增强复合材料加固混凝土的发展趋势提出了几点建议。

FRP纤维增强复合材料通行便桥在石安高速公路的应用研究

石安高速公路于1997年12月通车,是我国国道主干线京港澳高速公路的重要组成部分,是连接华北地区和中南部地区的重要经济干线,主线全长216.05km。随着使用时间的延长,交通量的逐渐增大,特别是重载车辆的增加及自然因素的影响,

纤维增强复合材料在土木工程中的应用与发展

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)作为一种新型高性能的复合材料,在不同领域的应用越来越广泛,中外学者针对FRP在土木工程领域的应用进行了大量的研究和实践,并取得了突破性的进展。主要介绍了土木工程中常用FRP的种类和性能,分析了其优点和不足,并介绍了FRP筋及FRP筋混凝土结构、FRP-混凝土-钢组合柱、FRP加固结构、FRP结构及FRP组合结构研究进展,以促进FRP在中国土木工程领域的推广应用。

合成纤维增强水泥复合材料的研究

以合成纤维替代石棉制造纤维增强水泥制品；作为阻裂增韧材料掺加于砂浆或砼中；替代次要钢筋（丝）网掺加。于砂浆与砼中；制成纤维塑料筋替代钢筋用于砼中。

纤维增强树脂/木材复合材料的研究进展

纤维增强树脂(FRP)是适合于木材增强的新型材料。通过介绍国内外研究FRP/木材复合材料的现状,分析了FRP/木材复合材料在研究和应用中存在的问题,并对今后的发展进行了展望。