BFRP布层数与混凝土强度对BFRP布约束RC柱抗冲击性能影响

BFRP布约束钢筋混凝土(RC)柱是以钢筋混凝土柱为核心、外部缠绕新型玄武岩纤维材料复合而成的组合结构.运用ABAQUS软件研究了在冲击荷载作用下,BFRP布层数、混凝土强度对BFRP布约束RC柱抗冲击性能的影响.结果表明:在冲击荷载作用下,增加BFRP布层数或增加混凝土强度均会使该类组合柱的接触力峰值增加、跨中位移减小,进而可有效提升其抗冲击性能;增加BFRP布层数或增加混凝土强度对混凝土强度较低、纵筋直径较大的组合柱的抗冲击性能提升效果显著,而对长细比较大的组合柱的抗冲击性能提升效果不是很明显;为了兼顾安全性与经济性,建议选择用于加固RC柱的BFRP布层数为2层.

预应力FRP筋锚具的研究与发展

通过查阅国内外的文献,介绍预应力FRP筋锚固技术的研究现状,主要涉及预应力FRP筋的锚固系统要求和锚具研究成果,并对预应力FRP筋锚具在国内的研究和应用提出了建议。

CFRP筋夹片-黏结型锚具的研制

提出了一种预应力碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)筋夹片-黏结型锚具系统,通过静载锚固性能试验,研究了不同几何参数对其锚固性能的影响.试验结果表明,通过试验改进后的夹片-黏结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.

预应力CFRP筋夹片-粘结型锚具的试验

目的研究CFRP筋夹片-粘结型锚具静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能.方法在充分利用现有分离夹片式锚具及配套张拉设备,避免相关产品二次开发的前提下,提出了一种预应力CFRP筋夹片-粘结型锚具,利用试验对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行研究.结果试验结果表明,锚具各部分能够协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均超过了0.95,平均值为0.99;各锚具组装件在经受循环疲劳荷载及周期荷载后,锚具夹持区域CFRP筋均未发生破坏,锚具组装件完好,达到了现行适用于钢筋(丝)或钢绞线的规范要求.结论笔者研制的夹片-粘结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋,具有优异的静载锚固性能和良好的动载性能,具有很高的工程应用价值.

预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具的试验研究

以减少夹片与FRP筋之间接触应力峰值为基本思路,提出了一种预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具,并对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行了试验.结果表明,锚具各部分能协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均大于等于0.95,疲劳及周期荷载性能优良,能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.

FRP筋长期力学性能研究进展

FRP筋具有优异的耐腐蚀性能,是替代普通钢筋和预应力钢筋用于腐蚀环境和特殊工程的最佳选择之一。同时,FRP筋又具有抗拉强度高、疲劳性能优、徐变松弛性能好等优良力学性能。本文在系统地查阅国内外代表性研究文献的基础上,对FRP筋的长期力学性能进行了研究和总结。

预应力组合梁的弹性性能分析

预应力钢-混凝土梁已应用于各种结构工程及对现有结构的加固中.采用简化分析方法研究了梁的弹性性能.即采用换算面积法,把混凝土面积转换为等效的钢面积进行计算,可得到弹性范围内简支梁的应力、应变及屈服荷载.实例计算结果表明,预应力组合梁的屈服荷载比普通组合梁的屈服荷载高,组合梁的弹性工作范围扩大了;对组合梁施加预应力后,可以减小弹性范围内的最大挠度,增强梁的刚度;在跨中集中荷载作用下,直线布置方案比三角形布置方案可产生更大的反拱,最大挠度减少近14%.

不同配筋率下中空GFRP管钢筋混凝土柱的性能研究

鉴于国内外对GFRP混凝土柱已有的研究结果,提出了中空GFRP钢筋混凝土柱这一新型结构。设计3个中空GFRP钢筋混凝土柱,通过静力试验方法考察了3种配筋率下构件的受压能力。同时,结合有限元软件ANSYS对试件进行了仿真分析。结果表明,试件的承载力随着配筋率的增大而增大,但承载力的变化幅度与纵向钢筋面积的变化幅度不呈线性关系;组合柱的约束能力随着配筋率的增大先增大后减小;该新型组合柱纵向钢筋配筋率为0.9%时承载力最大,GFRP管对核心混凝土的约束能力最大。

基于遗传神经网络对FRP布加固混凝土柱承载力的预测研究

为了比较准确的预测应用FRP布加固混凝土柱的承载力,应用遗传神经网络来对加固后的混凝土柱承载力进行研究。该方法充分利用了神经网络与遗传算法的优点。预测结果表明,应用遗传神经网络方法对FRP布加固混凝土柱的承载力进行研究是可行的。

预应力组合梁的极限承载力计算

采用塑性分析法分析了预应力组合梁在极限状态下的受力性能.根据塑性中和轴的位置把梁的截面分为2类,分别给出了它们的判别条件和抗弯承载力的计算公式,以此确定构件的承载力.计算结果表明,在最大偏心距相同情况下,直线布置、梯形布置和三角形布置的极限承载力相同;预应力组合梁比普通组合梁的极限荷载可提高27.7%;钢梁屈服强度提高,梁的极限荷载也随着提高.

有粘结预应力FRP筋混凝土梁有限元分析

介绍了利用有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁的建模方法。详细讨论了有关参数对预应力FRP筋混凝土梁非线性分析的影响,并且将分析结果与体内有粘结预应力FRP筋混凝土梁的试验结果进行了比较。研究结果表明可以利用有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁进行非线性分析。

玻璃钢布约束混凝土圆柱尺寸效应的研究

为研究混凝土强度对GFRP布约束混凝土圆柱尺寸效应的影响规律,用强度为C30和C40混凝土分别制作了3根GFRP布约束钢筋混凝土圆柱的试件进行试验及有限元分析,探究不同混凝土强度对轴心受压下GFRP布约束钢筋混凝土圆柱力学性能的影响规律.结果表明:混凝土强度越高,GFRP布约束钢筋混凝土柱的极限抗压强度越高,且试件尺寸越大,极限抗压强度的提高程度越大,但混凝土强度较高时,极限抗压强度提高幅度减小,试件延性变差,更容易发生脆性破坏,建议使用混凝土等级为C40.

混凝土强度对CFRP板加固钢混梁抗剪性能的影响

为提高钢筋混凝土梁的力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土梁的有限元模型,通过钢筋混凝土梁的受力和荷载分析验证模型的有效性。设计不同混凝土强度的模型构件,模拟分析CFRP板加固钢筋混凝土梁的抗剪性能。结果表明,随着混凝土强度等级的提高,CFRP板加固后钢筋混凝土梁的跨中位移呈减小趋势,而抗剪承载力和刚度呈递增趋势。该研究为钢筋混凝土梁加固提供了参考。

体外预应力FRP筋混凝土梁承载力计算

纤维增强塑料(FRP)作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。采用应变折减的方法推导了体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算方法,并将计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明本文推导的计算方法可以作为体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算公式。

GFRP约束螺旋箍筋混凝土柱轴压性能研究

采用玻璃纤维增强复合材料GFRP(Glass Fibre Reinforced Polymer)代替模板将钢筋混凝土浇筑于其中组成构件,既能节省施工时间,又能提高柱的受力性能以及抗腐蚀能力.为探究长细比以及螺旋箍筋间距对GFRP约束螺旋箍筋混凝土柱轴压性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了四组长细比及螺旋箍筋间距不同的GFRP约束螺旋箍筋混凝土柱,并对其轴压性能进行了分析.研究发现:长细比越大的构件延性越好;当螺旋箍筋间距小于100 mm时,螺旋箍筋对GFRP约束螺旋箍筋混凝土柱的承载能力提升较大;当螺旋箍筋间距大于100 mm时,螺旋箍筋对GFRP约束螺旋箍筋混凝土柱的承载能力提升较小,此时的螺旋箍筋主要起构造作用;长细比较大且螺旋箍筋间距较大的构件可能在塑性阶段突然发生破坏.

LNG预应力外罐环向应力有限元分析

由于储罐结构和所施加荷载的对称性,取罐壁的1/4进行建模,考虑到变形的对称性,在边界处施加约束,以消除切向位移。采用ANSYS 9.0进行内力计算和分析,罐壁和穹顶均采用SOLID 45实体单元,基础只作为罐壁底部的固定约束。通过对LNG预应力外罐有限元模型的建立,对5种工况下预应力外罐环向应力的有限元分析,得出LNG预应力外罐环向应力的主要变化规律和各项荷载对罐壁环向应力的影响规律。

泄漏工况下LNG储罐外罐壁温度分析

运用FLUENT有限元软件,对大型LNG预应力混凝土储罐由泄漏引起的外管壁温度变化进行研究,主要分析了温度沿厚度和高度的变化对预应力混凝土储罐结构温度变化的影响。结果表明:泄漏时外罐壁预应力混凝土温度沿高度的变化分为两个阶段,即温度变化剧烈区和温度变化平缓区,每个阶段中温度沿高度均呈线性变化。

基于遗传神经网络对FRP布加固混凝土柱承载力的预测研究

为了比较准确的预测应用FRP布加固混凝土柱的承载力,文中应用遗传神经网络来对加固后的混凝土柱承载力进行研究,该方法充分的利用了神经网络与遗传算法的优点。预测结果表明:应用该方法对FRP布加固混凝土柱的承载力进行研究是可行的。

均布荷载下集中布筋预应力双向板承载力分析

预应力混凝土双向板适宜跨度为6～12m,由于其具有平面布置灵活、使用效果好、可简化装修等优点,广泛应用于工程建设,迄今为止,工程中的双向板大量采用的预应力筋布筋型式是双向均匀布置,这种布筋型式主要基于林同炎教授的"荷载平衡法",其不足是预应力筋用量偏大,造价偏高,无法后开洞,施工时须编网,关于其它布筋型式的研究尚少见报道.因此,本文采用塑性铰线理论着重对受均布荷载的双向居中密布预应力筋的双向板的承载力进行了分析和计算,并通过已有的试验加以验证,结果表明,集中布筋为合理的布筋型式,塑性铰线理论可应用于四边支承预应力双向板的承载力计算.