FRP开孔板连接件界面剪切性能研究

为研究纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)开孔板连接件与混凝土的界面剪切性能,对3组不同开孔个数的FRP开孔板与混凝土连接件进行了拔出试验,基于试验数据建立了有限元模型,进一步研究了开孔直径对界面剪切性能的影响。对比分析了试验结果和数值模拟结果,提出并验证了FRP开孔板界面抗剪极限承载力计算公式。结果表明:增大开孔个数和开孔直径可有效提高界面的抗剪能力;简化公式的计算结果与试验和模拟结果吻合较好。

GFRP开孔板连接件抗剪性能试验研究

文中设计并制作了六个不同的GFRP开孔板连接件,通过单调加载拔出试验分析了GFRP开孔板连接件的破坏模式、荷载-滑移曲线,探讨了开孔直径、开孔数量参数对GFRP开孔板连接件抗剪性能的影响,并回归拟合出了简化的荷载-滑移表达式.结果表明:增大开孔直径和增加开孔数量可以提高GFRP开孔板连接件的抗剪承载力;建立的简化荷载-滑移模型与试验结果吻合较好.

采用板式FRP拉结件的装配式混凝土夹心墙板受弯性能研究

为进一步研究采用板式FRP拉结件的装配式混凝土夹心墙板受弯性能,文章基于通用有限元软件ABAQUS建立数值模型研究了拉结件布置方式、以及混凝土肋厚度对试件平面外初始刚度的影响。研究结果主要表明:对于不带肋的试件,拉结件间距减小会抑制试件平面外剪切变形,使试件平面外刚度逐渐增大;对于带肋的试件,平面外刚度随拉结件间距的增大呈现先增大后减小的趋势;混凝土肋厚度的增加会提高试件平面外刚度,但上升幅度随拉结件间距的减小而降低。

具有粗砂层的FRP板与混凝土粘结性能试验研究

纤维增强复合材料板与混凝土的有效粘结是保证FRP-混凝土组合结构正常工作的基础.采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法研究FRP板与混凝土的粘结性能,为增强粘结效果,对FRP板表面采取了粘结粗砂的措施,试验同时考虑粘砂长度对粘结性能的影响.试验结果表明:(1)粘结破坏为典型的脆性破坏;(2)平均粘结强度与粘砂长度近似成反比;(3)粘结粗砂法可作为FRP-混凝土组合结构中有效的组合界面连接措施.提出的抗剪设计方法可用于FRP-混凝土组合结构中组合界面抗剪设计.

FRP片材加固混凝土梁剥离承载力计算及设计

粘贴FRP片材加固混凝土结构的界面剥离是该加固技术的关键问题。根据近年来对FRP片材加固混凝土的界面粘结性能、FRP片材加固混凝土梁的受弯和受剪剥离性能的试验和理论研究,介绍了FRP片材加固混凝土梁的抗弯和抗剪剥离承载力的计算和设计方法,及其有关保证剥离承载力的构造要求。

浅谈梁的粘FRP板加固法

通过使用粘ＦＲＰ板加固法，来克服粘钢加固法中钢板易腐蚀粘结力易降低的缺点。在已有试验基础上，对粘ＦＲＰ板加固梁受弯承载力和受剪承载力提高程度进行进一步的研究，分析了各因素对粘ＦＲＰ板加固梁承载力的影响，提出了相应的施工建议。

FRP加固结构的高阶剪切-面内变形耦合模型

基于连续损伤理论,考虑胶层的剪切效应,建立FRP加固钢筋混凝土梁的高阶剪切弯曲及面内变形耦合模型,编制了有限元分析的软件,进行非线性有限元分析;通过与已有的试验结果进行对比,证明该模型的简单,有效性;利用该软件对未加固混凝土梁,初始进行加固的混凝土梁以及最大拉应变达到极限值时进行加固的混凝土梁等几种情况进行数值模拟。

FRP筋混凝土板抗弯承载力理论研究

鉴于国内外关于FRP筋混凝土板的实验研究、理论分析和数值模拟都很少,在介绍FRP筋混凝土板抗弯承载力的理论研究的基础上,对试件的破坏形态进行了描述,在考虑预应力度、FRP筋张拉控制应力等主要研究内容的影响下,研究了FRP筋混凝土板的承载能力的变化,并对普通钢筋混凝土板正截面承载力公式分析研究,推导出相应的FRP筋混凝土板破坏形态抗弯承载力计算公式.

FRP板加固钢筋混凝土梁的计算探讨

采用纤维增强塑料 (FRP)板对钢筋混凝土构件进行加固是近年来混凝土结构病害防治研究领域的一个新兴方向。该文基于钢筋混凝土结构设计理论中的截面平衡方程和应力应变关系 ,为FRP板加固的钢筋混凝土梁的计算提供了行之有效的理论和方法。以双筋矩形截面梁的计算分析为重点 ,给出了适用于单筋、双筋矩形截面梁和T形截面梁的计算公式 ,较好地反映了梁抗弯加固时正截面受力情况 。

预应力FRP布加固混凝土梁的承载能力分析

基于连续损伤理论,考虑胶层的剪切效应,建立了FRP加固修补混凝土结构的高阶剪切弯曲与面内变形耦合的非线性有限元分析模型。FRP加固修补的缺陷在于失效,失效主要是混凝土的破坏和胶层的失效,纤维布的性能并没有得到充分的发挥,采用将纤维布进行初始拉伸后贴于梁的下表面的方法对梁进行修补,可以改善加固修补效果;将纤维布预先进行3m m和5 m m的拉伸并对加固过程进行了非线性有限元分析模拟,并与试验结果进行了对比,证明了此方法加固的有效性。

粘贴预应力FRP板加固砼梁预应力方法的研究

对粘贴预应力FRP板加固砼梁中FRP板预应力的施加方法进行了分析和比较 ,并通过适当的理论计算分析 ,指出了各种方法的特点 .针对FRP板侧向强度低的特点 ,设计了一种新型的FRP板夹具 ,以对FRP板施加预应力 .分析和计算表明该夹具及相应的预加应力方法可操作性很强 .

FRP组合技术加固高强混凝土方柱的延性性能试验研究

通过对5个高强混凝土方柱的低周反复试验,分别研究了横向包裹碳纤维布(CFRP)、植螺栓杆和横向包裹碳纤维布组合加固方式及夹板和横向包裹碳纤维布组合加固方式对提高混凝土柱延性性能的作用,分别讨论了不同加固方式对高强混凝土柱位移延性系数的提高、能量耗散能力及刚度退化等方面的影响。试验结果表明,在改善高强钢筋混凝土延性方面,组合加固方式要好于仅横向包裹碳纤维布的加固方式,而夹板组合方式好于植螺栓组合方式。

外贴FRP加固桥梁界面应力的计算模型研究

现有大部分外贴FRP加固梁界面应力的理论计算模型都因假设胶层应力沿厚度方向为常数而无法得到准确的界面应力分布规律。针对这一情况,提出了一种更为合理的外贴FRP加固梁界面应力计算模型。不同于一些已有模型假设被加固梁和FRP板曲率相同,该计算模型将被加固梁、胶层、FRP板当成三层独立的线弹性欧拉-伯努利梁,分别考虑了各层梁不同的转动。在建立胶层上下界面的位移协调方程中考虑了界面的柔度,通过求解由界面位移协调方程推导而来的耦合控制微分方程组,得到了FRP加固梁各层内力和界面应力的解析解。该文提出的新模型全面考虑了胶层所受的轴力、剪力和弯矩,可以得到梁-胶层界面和FRP板-胶层界面不同的应力分布规律。与有限元模型和已有方法的计算结果比较表明,该模型计算结果是合理的。

预应力FRP增强RC梁界面剪应力分析

粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率.从理论分析着手,推导了预应力FRP片材增强RC梁界面层的剪应力的计算公式,分析了预应力作用下FRP片材和混凝土之间的界面层剪应力分布,并通过有限元对碳纤维薄板(CFL)增强RC梁作了数值实验验证.探讨了初始预应力施加量,FRP片材的厚度以及界面层厚度对界面剪应力的影响.

短纤维对FRP加固混凝土梁承载能力的影响

基于连续损伤理论,考虑胶层的剪切效应,建立了FRP加固修补混凝土结构的高阶剪切弯曲与面内变形耦合的非线性有限元分析模型.在FRP加固修补中,考虑到绝大多数破坏形式是在FRP附近混凝土表层到钢筋保护层之间发生剥离,很少在碳纤维布与混凝土的粘结界面或纤维布与粘结层的界面发生破坏,为了提高FRP加固混凝土结构界面区和整体的强度,分别在混凝土的下表面附近以及在整个混凝土构件中加入短纤维,对7种不同加固方式的混凝土梁进行了有限元分析,并与试验结果进行对比.结果表明:加入短纤维的FRP加固混凝土结构的裂纹扩展缓慢,韧性得到改善,承载能力明显提高.

FRP加固混凝土梁的非线性有限元分析

基于连续损伤理论,考虑胶层的剪切效应,建立了FRP加固修补混凝土结构的高阶剪切弯曲与面内变形耦合的非线性有限元分析模型。利用自编的有限元分析软件对GFRP加固混凝土梁进行了有限元分析,证明了该模型的有效性。利用此分析方法对未加固、初始加固及出现宏观裂纹后进行加固的混凝土梁进行分析对比,从而为实际工程的应用提供了理论依据。

预应力FRP布加固混凝土梁的承载能力分析

基于连续损伤理论，考虑胶层的剪切效应，建立了FRP加固修补混凝土结构的高阶剪切弯曲与面内变形耦合的非线性有限元分析模型。FRP加固修补的缺陷在于，失效主要是混凝土的破坏和胶层的失效，纤维布的性能并没有得到充分的发挥，采用将纤维布进行初始拉伸后贴于梁的下表面的方法对梁进行修补，可以改善加固修补效果：将纤维布预先进行3mm和5mm的拉伸并对加固过程进行了非线性有限元分析模拟，并与试验结果进行了对比，证明了此方法加固的有效性。

橡胶改性纤维增强水泥基复合材料桥面连接板受拉性能研究

为对比分析低弹性模量的橡胶改性ECC(Rubberized Engineered Cementitious Composite)制成的桥面连接板与普通ECC桥面连接板的受拉性能,本文设计了两个同尺寸的橡胶改性ECC和普通ECC桥面连接板。试验结果表明:橡胶的加入,在相同配筋的情形下,ECC桥面连接板受拉时多缝开裂的现象更加明显,而对其最大抗拉承载力的影响甚微。另外,通过有限元模拟分析比较了配置FRP筋和钢筋时不同变形受力特点,有限元模拟结果表明,FRP能有效降低ECC连接板最大主应力,增强其多缝开裂特性。

FRP增强水泥砂浆薄板加固RC梁抗弯性能试验研究

为研究新型FRP增强水泥砂浆薄板加固RC梁的抗弯性能,对RC梁试件开展抗弯性能试验,分析了FRP/CMP对RC梁抗弯破坏机理,研究了不同锚栓布置方式及FRP网格骨架配筋率对试件极限荷载、抗弯刚度的影响,并进行了抗弯承载力计算。研究结果表明:FRP/CMP加固RC梁抗弯极限荷载提升17%以上,刚度提升30%以上;FRP/CMP与RC梁界面性能影响抗弯加固效果,界面结合性能越好,抗弯加固效果越显著;FRP网格骨架与水泥基材料的界面结合性能影响增强材料的利用率;本文提出的抗弯承载力公式适用于FRP/CMP加固RC梁承载力计算。

FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分析

基于弹性力学理论,研究了4点弯曲情况下FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分布.在考虑粘结层影响的情况下给出了FRP板板端界面上剥离应力和正应力的解析表达式,分析了表达式中各物理量对界面应力的影响.由于进行了合理的简化,使得分析过程简单,且得到的解析解与文献中给出的有限元解答和试验结果符合很好,此外还给出了FRP板发生断裂破坏时的极限承载力表达式.