FRP型材-混凝土组合梁抗弯刚度计算方法

FRP型材-混凝土组合梁的变形受FRP型材的特性、组合梁截面粘结滑移的直接影响,须考虑:材料各向异性和纤维铺层方式对FRP型材自身刚度的影响、材料各向异性及FRP薄壁性引起的剪切变形对组合梁刚度的影响,及界面的滑移效应和掀起效应对组合梁刚度的影响.依据经典层合板理论、铁木辛柯梁的修正理论,以及组合梁抗弯刚度折减系数法的思路,综合分析各影响因素,提出了FRP型材-混凝土组合梁抗弯刚度计算方法.

基于单层纤维失效准则的FRP型材-混凝土组合梁极限承载力计算与试验

为研究FRP型材-混凝土组合的梁失效模式与承载能力,提出了一种基于单层纤维失效准则的组合梁极限承载力计算方法.首先,分析了FRP材料特性、铺设方式、界面连接等对组合梁结构性能的影响,揭示了FRP型材-混凝土组合梁失效模式多样性的规律.然后,基于FRP型材失效和混凝土桥面板失效,将各类破坏模式归纳为2类.最后,采用细观力学方法,建立了各单层纤维所承受的应力计算公式.针对3片FRP型材-混凝土组合梁,进行了单调荷载作用下的破坏性试验.试验结果表明,承载能力计算结果与试验结果吻合较好.所提方法可较为准确地判定组合梁失效模式,简化了FRP型材-混凝土组合梁的计算复杂度,适用于由FRP纤维破坏引起的结构失效.

GFRP型材-混凝土组合梁受弯性能分析

为了研究玻璃钢纤维(GFRP)型材-混凝土组合梁的受弯性能,采用有限元分析软件ABAQUS建立其数值模型并进行模拟分析。对混凝土采用塑性损伤模型,并考虑了GFRP型材的各向异性的特征,连接界面采用牵引-分离模型来模拟GFRP型材与混凝土的粘结-滑移行为。试验结果验证了模拟分析的正确性。此外,进行了参数扩展分析,研究了混凝土板截面尺寸、GFRP型材截面尺寸(腹板高度和腹板、翼缘板厚度)对GFRP型材-混凝土组合梁受弯性能的影响。结果表明:剪力键间距为100mm的组合梁的极限承载力比间距为150、200mm的试件分别高21.4%和30.7%。FRP剪力键可有效提高抗剪性能,改善界面粘结性能。混凝土截面高宽比超过1.2时,组合梁破坏模式从受弯破坏向剥离破坏转变。合理设计组合梁截面尺寸可以有效地提高组合梁的极限抗弯承载力、最大挠度和拟延性特征,在力学性能和工程造价之间取得良好的平衡。

FRP-纤维混凝土装配式结构在某工程应用中的重点、难点分析

北京环球影城环球大酒店顶部穹顶结构受地理位置的要求,要满足非磁性要求,不能采用钢筋,最终采用FRP型材-纤维混凝土装配式组合结构。该穹顶结构为五层中心支撑-框架结构,外部造型为8片莲花花瓣组成。主体结构1~2层为中心支撑框架-纤维混凝土剪力墙结构,3-5层为式中心支撑框架结构。主要材料分为FRP材料和自密实纤维混凝土。FRP构件分为GFRP管、GFRP型材、GFRP筋、GFRP网格、槽型FRP梁、L型FRP支撑等。本文简要的对FRP型材-纤维混凝土装配式组合结构的施工工艺进行描述,并着重描述了BIM技术的应用,施工过程中的重点难点分析,施工过程中出现的问题和优化方案进行了总结,为后续类似工程的提供经验分享。