纤维增强塑料筋混凝土粘结滑移本构模型

纤维增强塑料筋与钢筋性能的差异 ,使纤维增强塑料筋混凝土的粘结性能与钢筋混凝土的粘结性能存在明显不同 ,因此 ,研究塑料筋混凝土粘结滑移本构模型 ,对推广塑料筋混凝土结构在工程中的应用具有重要的理论意义和实用价值。在总结国内外已有的纤维增强塑料筋与混凝土粘结滑移本构模型的基础上 ,提出了粘结滑移的连续曲线本构模型。该模型以粘结滑移曲线的三个关键点为基础 ,物理概念明确、光滑连续 。

干湿环境下FRP全裹与条带间隔加固混凝土圆柱耐久性试验研究

通过碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)全裹黏贴加固与条带间隔黏贴加固混凝土圆柱在盐溶液干湿循环作用下的轴心受压试验,对比分析环境作用、纤维布类型、纤维布黏贴方式对混凝土圆柱轴压性能的影响。结果表明,经过盐溶液干湿循环作用之后,FRP加固混凝土圆柱的强度和延性有所降低,CFRP加固柱比GFRP加固柱耐干湿循环性能好。如果从提高强度、抗震能力、耐久性方面考虑,全裹黏贴方式优于条带间隔黏贴方式,在盐溶液干湿循环环境下,可以考虑采用FRP全裹黏贴加固混凝土结构,在提高混凝土结构受力性能的同时,以全裹黏贴加固方式来延缓外界环境对混凝土的侵蚀,延长混凝土结构的寿命。但从经济方面考虑,FRP约束对圆柱强度的提高程度并不与FRP用量成正比,条带黏贴方式比全裹黏贴方式更经济。建立了考虑盐溶液干湿循环影响的FRP条带柱与全裹柱的承载力计算模型。

内嵌预应力碳纤维增强塑料筋混凝土梁正截面承载力计算

对拉区混凝土保护层中内嵌有预应力碳纤维增强塑料筋加固的混凝土梁的受力阶段进行了分析,对其受弯破坏形态、受弯承载力极限状态及正截面的承载力进行了分析和讨论,导出了对应不同破坏形态下承载力计算公式,并与试验结果相比,得出了一些有益的结论,可供设计参考。

HB-FRP加固RC梁的精细有限元分析

为研究EB-FRP(externally bonded FRP)和HB-FRP(hybrid bonded FRP)加固梁的抗弯性能差异.基于3片室内模型梁的试验及精细化有限元数值模拟,选取了合适的材料模型,基于钝带裂缝模型,考虑钢筋与混凝土及FRP与混凝土的粘结滑移,对比分析试验数据,验证了数值有限元模型的有效性.结果表明:EB-FRP加固梁破坏形态为FRP端部剥离破坏,HBFRP加固梁为剪切破坏;与未加固梁相比,HB-FRP加固梁承载能力比EB-FRP加固梁增加约20%;HB-FRP加固梁破坏时,FRP的强度完全发挥;钢扣件有效提高了FRP的抗剥离能力.

CFRP布加固钢筋混凝土梁的新型复合粘结技术

针对外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固钢筋混凝土构件通常发生CFRP布与混凝土之间的剥离破坏,使得CFRP布的抗拉强度得不到充分利用的问题,提出了一种将外贴法与机械锚固法相结合的新型复合粘结技术,由1个钢片和2个螺栓组成的锚固件对外贴在钢筋混凝土构件上的CFRP布进行锚固,并进行了7根钢筋混凝土梁的试验,主要研究CFRP布的粘贴层数及锚固件间距对加固效果的影响。分析结果表明:新型复合粘结技术可以有效地阻止剥离破坏的发生,使梁的极限承载力得到显著提高,提高程度随CFRP布粘贴层数的增加而增加。

偏心荷载作用下FRP约束钢筋混凝土短柱的特性研究

作者根据 13个FRP约束钢筋混凝土偏压短柱的试验 ,证实当约束比 ξj 较大时 ,短柱表现出良好的延性破坏特征 ,其抗力与同规格普通钢筋混凝土柱相比 ,亦有不同程度的提高 ,但随初始偏心矩的增大而提高幅度降低。文章着重讨论了偏压短柱的Nu-Mu 相关曲线 ,指出由于FRP对混凝土的约束作用 ,极大地改善了混凝土的极限压应变εcu c,导致二阶矩效应和相对界限受压区高度的增大 ,致使短柱Nu-Mu 相关曲线上的任一点不再仅取决于初始偏心距 ,尚与构件长细比有关 ;相关曲线的界限点 (平衡点 )与Mu 峰值点不再重合 。

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗拉强度加速老化试验研究

基于ACI 440.3R-04规定的试验方法,将60根FRP连接件分别放入40,60℃的模拟混凝土环境中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65,18.00,36.50,92.00,183.00d.采用扫描电子显微镜(SEM)对侵蚀前后FRP连接件的微观形貌进行了观测,发现侵蚀后FRP连接件劣化区域内的纤维不断被腐蚀,与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象,且随着侵蚀时间的延长和温度的提高这种脱黏现象更加明显.在40,60℃模拟混凝土环境作用下,侵蚀183.00d后,FRP连接件的抗拉强度分别下降了32.91%,38.85%.基于阿列纽斯方程提出了模拟混凝土环境下FRP连接件抗拉强度的退化模型.

FRP管混凝土受弯构件弯矩计算方法的研究

本文简要介绍了FRP管混凝土构件的研究现状 ,对FRP管混凝土受弯构件的本构关系进行了探讨 。

FRP片材波形齿夹具锚的原理

已有的FRP拉索锚固系统有制造工艺复杂、尺寸较大、可靠性差、成本昂贵等缺陷。本文从全新的角度提出一种基于FRP片材的复合材料拉索锚固系统———波形齿夹具锚锚固系统。波形齿夹具锚主要由上波形齿板、加劲波形板、下波形齿板、压紧及锁定装置等组成。依靠压紧及锁定装置将FRP片材夹持并锚固于上、下波形齿板及加劲波形板之间。从理论上分析了波形齿夹具锚的工作原理和力学模型,得出了波形齿夹具锚的锚固判别准则以及FRP片材锚固长度的影响因素,为波形齿夹具锚的优化设计奠定了基础。试验结果亦证明:波形齿夹具锚是以粘结力和摩擦力工作的,具有极高的可靠性和完美的力学性能。

AFRP约束混凝土多次冲击试验研究

为研究芳纶纤维增强层复合材料(AFRP)约束条件下混凝土抗多次冲击的动态力学性能,采用Φ100mmSHPB试验装置和超声无损检测,在相似应变率条件下,对C30,C40,C50三种基体强度等级的1～3层AFRP约束混凝土抗多次冲击动态力学性能和冲击后混凝土试件内部损伤规律进行试验研究。结果表明:各约束层数AFRP约束混凝土动态峰值应力对冲击次数不敏感,上下浮动不超过8%,稳定性良好;随着冲击次数的增加,动态峰值应变增大,内部混凝土损伤增大,损伤因子与冲击次数呈线性关系;AFRP约束混凝土内部损伤在达到普通混凝土极限损伤后仍能保持试件完整,具备对抗下次冲击的能力。

CFRP加固钢筋混凝土梁端部剥离破坏的试验研究

经受拉边粘贴CFRP作抗弯加固的钢筋混凝土梁,除发生正截面破坏模式外,经常会出现一种早期纤维端部的剥离破坏,导致纤维抗拉强度不能有效利用甚至加固失效.通过8根抗弯加固后梁的试验研究,认为剥离破坏是由于纤维端部应力集中产生的界面剪应力、正应力和弯剪斜裂缝基部产生的粘结锚固应力综合作用造成的.文章描述了界面剪应力的分布规律,指出混凝土强度、粘贴纤维层数尤其是无板长度是影响界面剪应力的主要因素,从而为进一步研究防止或延缓纤维端部剥离破坏的有效措施提供科学依据.

碳纤维片材抗弯加固钢筋混凝土梁剥离界面剪应力试验研究

碳纤维片材的剥离是抗弯加固钢筋混凝土梁经常会出现一种的早期破坏模式,这种破坏主要是由于片材端部或裂缝基部附近的界面剪应力与正应力造成的.通过16根碳纤维板材抗弯加固钢筋混凝土梁的试验,研究了纤维片材发生剥离区域的界面剪应力分布.研究结果表明:CFRP端部一定长度范围内的界面剪应力分布是不均匀的,端头最大,随着与CFRP端头距离的增加而降低;在跨中等弯矩区,受拉区垂直裂缝的发生,导致裂缝基部的CFRP与混凝土间产生界面剪应力而剥离,其剪应力分布类似于钢筋与混凝土之间的锚固粘结应力分布.

FRP约束混凝土快速荷载下应力应变关系初探

在四种不同约束比下FRP(fiberreinforcesplastic)约束混凝土柱静力性能试验的基础上,选定一种约束比,进行了FRP约束混凝土柱在三种应变速率下的快速加载试验,研究其在快速荷载下的力学行为。结果表明,FRP约束混凝土在快速荷载作用下,其强度与极限应变随应变速率的增加而增大并与对数应变速率成较好的线性关系,其应变速率敏感性远高于无约束混凝土,且应力应变关系曲线大致呈一条平滑曲线。根据试验结果拟合了FRP约束混凝土在快速荷载下强度与极限应变的经验公式,并对其应力应变关系进行了初步探索。

纤维增强塑料(FRP)筋混凝土结构在港口工程中的应用

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料(FRP)筋代替传统钢筋,结合国内外相关规范,提出了港口工程中适用的FRP筋增强混凝土构件的设计计算方法,并对不同的设计控制指标进行了足尺寸构件力学性能试验验证,同时在某出运码头部分节段全部采用纤维增强塑料(FRP)替代钢筋工程试验,为解决港口工程耐久性问题提供了良好的工程实例。

CFRP加固钢筋混凝土梁剥离破坏的试验研究

经外粘片材进行抗弯加固的钢筋混凝土梁,除发生正截面破坏模式外,经常会出现一种早期的剥离破坏模式,这种破坏主要是由于片材端部或裂缝附近的界面剪应力与正应力所造成.通过16根CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的试验,主要研究纤维片材端部和裂缝附近的界面剪应力分布规律及其影响因素.研究结果表明:CFRP的剥离现象主要发生在CFRP的端部和跨中垂直裂缝的基部,纤维端部附近最大剪应力出现在CFRP端头处,而裂缝附近剪应力最大值的位置与纤维布剥离发展过程相一致且界面剪应力与无板长度、纤维层数及混凝土强度有关.

FRP筋混凝土简支深梁力学性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(FRP)代替传统钢筋,开展了不同配筋情况下FRP筋增强混凝土深梁的力学性能试验,对FRP深梁在荷载作用下的截面特性、裂缝宽度、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考。

钢筋混凝土结构增强纤维加固技术

纤维增强塑料(FRP)加强修补混凝土结构以其高强高效、防腐耐久、施工便捷、适用面广等多方面的优势,在工程中得到了广泛应用.用FRP进行加固后,构件的受力特点和破坏模式与普通钢筋混凝土构件的破坏形态有所不同,本文主要分析不同形式的钢筋混凝土受力构件采用FRP加固前后受力特点和破坏模式的区别,结论可供工程应用参考.

GFRP纵筋-玄武岩纤维混凝土梁受剪性能试验研究

为研究配置玻璃纤维复材(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)纵筋的纤维混凝土梁受剪性能,进行了5根GFRP纵筋玄武岩纤维混凝土梁及1根GFRP纵筋普通混凝土梁的受剪试验。试验中设计的变量为混凝土中玄武岩纤维体积掺量及GFRP纵筋配筋率。基于试验获得了试件的典型破坏特征、截面应变、跨中挠度、纵筋及箍筋应变变化规律。研究结果表明:掺入玄武岩纤维可以较好地改善混凝土梁的受剪性能,表现为梁身裂缝数量增加、相邻裂缝间距减小及极限抗剪承载力提高;相较于普通混凝土梁,玄武岩纤维混凝土梁的抗剪强度提高幅度达28.6%;随着GFRP纵筋配筋率的减小,试验梁的极限承载力显著降低,最终破坏形态由斜截面剪压破坏变为纯弯段GFRP纵筋受拉断裂。

纤维增强塑料筋在土木工程中的应用研究

随着对土木工程耐用性和使用寿命的要求越来越高,钢筋腐蚀导致的钢筋混凝土结构破坏问题越来越突出,如何提升其耐久性成为土木工程领域急需解决的问题,具有高强度、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、抗磁性、高绝缘、比重小、徐变小、低弹性等特点的纤维增强塑料筋的出现和对普通钢筋的逐渐取代,有效的缓解了土木工程中的此项问题,成为现阶段的新兴产业,本文通过对纤维增强塑料筋物理性能的分析,对其在土木工程中的应用展开研究,为提升我国土木工程的耐久性作出努力。

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在混凝土梁中的抗弯性能研究

论文从以玻璃纤维增强塑料筋替代钢筋应用在海港工程等恶劣环境混凝土结构中,以解决钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题的思路着手。在对玻璃纤维筋材料基本物理力学性能研究的基础上,以钢筋为对比,进行了10mm的玻璃纤维筋混凝土构件的三点抗弯试验。结果表明:GFRP筋在抗拉性能方面远高于钢筋,但抗剪及抗压性能比钢筋差;GFRP筋混凝土梁的抗弯曲破坏能力高于钢筋混凝土梁,但同样荷载下,GFRP筋梁的挠度大于钢筋混凝土梁的挠度;最终破坏时钢筋混凝土梁只有纵向裂缝,而GFRP筋除了有纵向裂缝外,还有横向裂缝。