CFRP筋预应力粗纤维混凝土梁抗震性能的试验研究

基于碳纤维增强塑料筋(Carbonfiber reinforced plastic,CFRP)预应力粗纤维混凝土梁的低周反复加载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行较为深入的研究与分析。研究表明,预应力FRP(fiber reinforced plastic)筋能明显提高试件梁的承载力,中等预应力度的CFRP预应力粗纤维混凝土梁有较好的抗震性能和延性。并用ANSYS软件进行模拟分析,计算值与试验结果吻合良好。

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.

内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁内力解析与试验研究

针对内嵌碳纤维增强塑料筋加固宽缺口混凝土梁体系,对碳纤维增强塑料筋、胶粘剂及混凝土三种介质两个界面的内力进行了力学解析分析,分析研究表明:剪应力是碳纤维增强塑料筋-胶粘剂-混凝土界面的粘结应力的主体,由内嵌加固宽缺口梁破坏试验可直接获取界面的剥离承载力;碳纤维增强塑料筋的受力相当于外表受到剪应力和正应力的圆柱体,剪应力靠胶结力提供,筋表面的平均剪应力可以通过宽缺口处外露部分的应变片实测得到,且与试验结果吻合较好,筋表面正应力的作用可以忽略;碳纤维筋横截面上的正应力在筋的长度方向成幂指数分布,沿筋截面径向分布不均匀,这导致其横截面中心的变形滞后于筋边缘的变形;槽内胶凝固后的内聚体是一个断面内圆外方的柱体,可以假定为是近似的厚壁圆筒,胶内聚体内的切向和径向应力对胶内聚体的剪切变形几乎没有影响;界面剥离破坏在比邻界面的混凝土中发生,因此混凝土强度将显著影响界面粘结性能与剥离承载力。

基于准平面假定的内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁刚度研究

宽缺口混凝土梁是为研究CFRP筋与混凝土界面特性而构造的一种新型混凝土梁,为分析该新型梁加固后的变形与刚度特性,在完成了16根内嵌CFRP筋加固各类混凝土梁静载试验,并详细量测和研究其变形刚度的基础上,基于FRP类材料加固混凝土梁应变协调的准平面假定,根据传统的钢筋混凝土刚度研究理论,在充分考量CFRP筋的刚度贡献的前提下,对内嵌CFRP筋加固的宽缺口混凝土梁的刚度的计算公式进行了理论推导,并将理论公式的计算结果与实测结果进行了比对。研究结果表明:与对比梁相比,内嵌CFRP筋材加固的宽缺口混凝土梁和内嵌CFRP筋加固的普通混凝土梁的刚度有小幅度提高,内嵌的CFRP筋能有效延缓裂缝的发展,减小混凝土梁变形。

配CFRP筋框支转换梁结构抗震性能试验研究

通过对一榀在转换梁上下部均配有碳纤维增强塑料筋、缩尺比例为1∶3的框支转换梁结构分别施加竖向荷载与水平荷载,并进行水平荷载低周反复加载试验,描述试件整个受力过程与破坏形态,分析滞回曲线、骨架曲线与延性等抗震性能。试验结果表明,采取可靠锚固措施的碳纤维增强塑料筋能与钢筋在试件中共同工作;试件延性因数大于3,屈服破坏机制较为合理,具有较好的抗震性能。

高强混合配筋高强混凝土梁柱节点的抗震性能试验研究

为了研究高强混合配筋高强混凝土梁柱节点的抗震性能,对6个梁柱节点进行了破坏性加载试验,研究了节点不同混凝土强度、有无碳纤维增强塑料(CFRP)筋、不同轴压比、节点核心区不同配箍率和梁根部有无高性能纤维增强水泥基材料(Engineered Cementitious Composites, ECC)对其抗震性能的影响。研究结果表明:所有高强钢筋高强混凝土梁柱节点都具有良好的延性,延性系数满足规范的要求且都大于3;配置了CFRP筋的梁柱节点的抗震性能优于同等工况下的无CFRP筋梁柱节点;梁根部部分区域采用ECC的节点(EBCJ1)对比未采用ECC的节点(HBCJ1),相同条件下其延性系数提高了11.80%~15.00%;不同的轴压比下,在梁端加载条件下高强钢筋高强混凝土梁柱节点的承载力相差不大。