喷射FRP拉伸力学性能的试验与分析

为研究喷射FRP的拉伸力学性能,文中对13组试件进行了单向拉伸力学性能试验,分析其应力—应变曲线、抗拉强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率等力学性能指标。研究纤维类型、树脂种类、纤维体积率、纤维长度、试件厚度等因素对喷射FRP力学性能的影响。结果显示：纤维类型和树脂种类对喷射FRP拉伸力学性能的影响十分明显;纤维体积率为20%~25%,纤维长度为40 mm时,喷射FRP能获得较好的力学性能;喷射FRP试件厚度增加并不能持续有效的增强力学性能,不宜过厚。研究表明：为获得较好的力学性能,喷射FRP宜采用碳纤维喷射纱和乙烯基酯树脂加工制作,纤维体积率和长度宜控制在一定范围,且材料厚度不宜过厚。

喷射FRP在砌体结构加固中的研究与应用

对目前国内外应用喷射FRP技术加固砌体结构的研究状况进行介绍和分析。首先介绍了喷射FRP加固技术的特点和应用于砌体结构的优势,然后介绍了喷射FRP加固砌体结构技术的研究与应用现状,从抗震、抗剪及抗压性能等几个方面展开分析;最后对喷射FRP的研究现状进行总结并对该技术未来的发展进行了展望。

喷射FRP-混凝土界面的黏结滑移模型研究

为研究喷射FRP-混凝土界面黏结滑移关系,对5个试件进行了双面剪切试验以及数值模拟,分析其界面破坏模式、界面受剪承载力、加载端荷载滑移曲线、界面黏结滑移关系等力学性能指标,并对纤维体积率、喷射FRP厚度等影响因素展开了研究。最后在试验和数值模拟的基础上,建立了喷射FRP-混凝土界面黏结滑移本构模型,并将模型计算结果与试验结果进行对比。研究表明:纤维体积率和喷射FRP厚度对界面黏结性能影响较大;论文所建的界面有限元模型可较为准确地模拟喷射FRP-混凝土界面的黏结力学性能;提出的指数型理论计算模型具有较高的准确度及一定的安全裕度,可用于实际工程中分析喷射FRP-混凝土界面黏结力学性能。论文研究成果可为喷射FRP加固技术的应用推广提供理论基础。

喷射FRP加固震损钢筋混凝土柱抗震性能试验

通过12组72件喷射纤维/树脂复合材料(FRP)试样的拉伸强度试验,研究了纤维种类、树脂基体材料、纤维体积分数、纤维混杂比及纤维长度等因素对喷射FRP拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等性能的影响。通过8根钢筋混凝土(RC)柱试件的拟静力试验,研究了喷射玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)和混杂玄武岩-碳纤维/树脂复合材料(BF-CFRP)加固震损RC柱的抗震性能,分析了喷射FRP层厚度、纤维混杂比、柱预损程度和柱轴压比等对加固试件的极限承载力、抗侧变形能力、刚度退化特征和滞回特性的影响。结果表明:玻璃纤维与乙烯基酯树脂基体的协同工作性能最优,而玄武岩纤维具有耐久性高、延性好、与乙烯基酯树脂基体协同工作性能好等优良性能,可以作为玻璃纤维的良好替代品;玄武岩纤维混杂少量比例的碳纤维作为树脂基体增强材料,可以有效提高喷射FRP的拉伸强度和变形性能;震损RC柱经喷射FRP加固后,可以基本恢复其震损前设计极限承载力,并有效提高其延性和耗能能力。该加固方法可以对地震区已震损RC柱进行快速加固,有效防止整体结构在余震中发生倒塌等严重破坏。

喷射FRP-混凝土界面黏结力学性能试验研究

为研究喷射FRP与混凝土界面的黏结力学性能,对7个试件进行了双面剪切试验,分析其界面的破坏形态、极限承载力、剪力与剪切变形关系及应力、应变等力学性能指标,并对喷射FRP材料的纤维体积率、黏结长度、厚度等界面性能影响因素展开了研究。试验结果表明：喷射FRP厚度和黏结长度对界面黏结力学性能影响较大,而纤维体积率对界面黏结力学性能影响较小。增加喷射FRP厚度可有效提高界面的极限承载力和初始黏结刚度,但厚度超过6 mm后,初始黏结刚度增大不明显;黏结长度越长,界面极限承载力越大、延性越好;界面的剥离始自喷射FRP加载端;达到极限承载力时,传力区域长度为120~140 mm。

喷射纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁柱节点抗震性能试验

通过对5个十字形钢筋混凝土梁柱节点的拟静力试验，对喷射纤维增强复合材料加固后节点的抗震性能展开了研究，并对喷射厚度、喷射面积和轴压比对加固节点抗震性能的影响进行对比分析。研究结果表明：采用喷射纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁柱节点试件，可以有效提升节点核心区的抗剪能力，使节点破坏模式由核心区受剪破坏转变为梁端受弯破坏，节点抗震性能得到明显改善；在试验轴压比（小于0．4）内，增加轴压比可有效提升试件极限承载力和初始刚度；加固厚度、加固面积的增加可明显提升试件的承载力、初始刚度和延性耗能能力。

喷射短切纤维聚合物材料的受拉性能及计算方法研究

为研究新型喷射短切纤维聚合物(FRP)加固材料的受拉力学性能及计算方法,对13组喷射FRP复合材料试件进行了受拉试验研究,分析其破坏模式、应力-应变及抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率等主要力学性能指标,并对纤维种类、树脂种类、纤维体积率、纤维长度、复合材料厚度及试件切割方向等影响因素展开了研究。然后在试验基础上,建立了喷射FRP复合材料的抗拉强度理论计算模型,并与试验结果进行了对比。研究表明:喷射FRP材料的受拉性能受上述因素影响较大;所建计算模型可以较好地反映上述因素影响,计算出的各种喷射FRP材料的抗拉强度具有一定的安全裕度,可以用于实际工程的设计。