CFRP筋钢纤维混凝土梁抗弯性能数值模拟

CFRP筋在强度、重量和耐腐蚀等性能上都表现出较大的优势,被越来越多地应用于建筑结构中。文中针对CFRP筋弹性模量低、延性较差的缺点提出假设,将掺入不同体积量的回收钢纤维到模型梁内部,两者协同作用来提高模型梁的抗弯性能。采用四点受弯和位移加载法,用ABAQUS进行数值分析。结果表明CFRP筋极限应力明显高于普通钢筋,同时回收钢纤维随着掺入量的增加,纤维与混凝土内部桥接作用越明显,有效阻碍裂缝扩展,增加模型梁受拉损伤性能,整体改善梁的抗弯承载力。研究可为CFRP筋、回收钢纤维对混凝土梁的抗弯力学性能影响提供可靠的数据支持和理论验证。

建筑工程碳纤维布加固钢筋混凝土施工技术研究

碳纤维布是指一种单向碳纤维产品,主要用于结构构件的抗拉、抗剪加固,通过与配套浸渍胶共同使用,能够打造极为完整的碳纤维布片材增强体系,不仅可以处理建筑物结构裂缝,也能实现服役构件的修缮。为切实提高碳纤维布加固技术的应用效果,本文将以鼓岭原工商培训中心项目修缮改造工程作为研究对象,阐述碳纤维布加固钢筋混凝土施工技术的实现路径,包括裂缝处理、化学螺栓植入等,并利用在面胶上粉干砂的方法,提高砂颗粒的粘贴效果,搭配钢筋测定仪在空隙位置打孔植筋,降低对原结构造成的影响。依靠压力注入的方式,使结构胶顺利注入钢板与混凝土之间。以此提高施工项目安全性,提升建筑物使用载荷,保证混凝土强度满足设计要求。

碳纤维增强复合材料筋对“弱柱节点”抗震性能的影响研究

为研究“弱柱节点”内置碳纤维增强复合材料(CFRP)筋对节点抗震性能的影响,设计并开展不同CFRP筋配筋率的两组“弱柱节点”双向等幅低周往复荷载试验,研究此类节点的破坏类级及破坏形式方面的差异。试验结果表明:内置CFRP筋的配筋率是影响“弱柱节点”破坏程度的重要因素;“弱柱节点”内置CFRP筋时,CFRP筋配筋量越大,节点的承载力不一定越高,CFRP筋配筋率较低且采用小直径CFRP筋时,节点的承载力和变形性能均有所提高;“弱柱节点”内置CFRP筋,需要控制CFRP用量在合适的范围内,才能更好地改善和提高“弱柱节点”的抗震性能,实现结构纠错、容错,降低“弱柱”造成的结构抗震性能影响。

极地低温下CFRP筋与混凝土黏结性能数值分析

为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影响。结果表明:考虑CFRP筋表面特征的数值模型可以较好地表征CFRP筋与混凝土之间的应力传递,能够反映低温下CFRP筋与混凝土的损伤情况与黏结破坏机制;低温可显著提高CFRP筋-混凝土的黏结强度;在低温下,随着CFRP筋直径的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度降低,同时弱化了低温对黏结强度的增强效应;随着CFRP筋肋高的增加,CFRP筋-混凝土的低温黏结强度呈现先提高后降低的趋势,肋高为筋材直径8%时黏结强度达到最大值;CFRP筋肋宽的变化主要影响黏结滑移曲线的形状;相比常温试件,在低温下试件发生拔出破坏时的混凝土保护层厚度更大。

碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

碳纤维增强复合材料(CFRP)索支桥梁结构综述

碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新兴的建筑材料,由于具有质量轻、抗拉强度高、抗疲劳性能好、耐久性能佳等优点,受到广大土木工程人士的喜爱。现如今,钢制缆索普遍存在耐腐蚀性和抗疲劳性能差、承载力不足、温度变形大等问题。若将特殊工作环境中的钢制缆索替换为CFRP拉索,不但能解决钢制缆索的结构耐久性问题、提升桥梁的综合性能,而且能使桥梁结构变得更加轻盈和美观。首先介绍了纤维增强复合材料(FRP)的特性、分类及其主要生产工艺,然后介绍了CFRP索支桥梁结构的分类、重点研究成果及其工程应用,最后对CFRP索支桥梁结构的发展前景进行了展望。

冲蚀角对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮涂层去除及重涂附着力的影响

为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、材料去除率、接触角与表面自由能及重涂涂层的附着力方面的影响。结果表明:塑性磨料对涂层的冲蚀机理为塑性变形去除,在30°~70°冲蚀角下,磨料对涂层的冲蚀模式为滑擦、耕犁和切削。随着冲蚀角的增加,颗粒的切向分力减小,法向分力增加,法向冲蚀的冲蚀模式为剪切和挤压变形去除材料去除率递减。在所选冲蚀角范围内,当冲蚀角为30°时,聚氨酯涂层的材料去除率最大。随着冲蚀角的改变,表面粗糙度、润湿性和表面自由能发生变化,当冲蚀角为70°时,重涂后的涂层附着力较好,较初始涂层附着力提高28%左右。研究成果可为飞机CFRP蒙皮涂层的高效去除及附着力的改善提供参考。

碳纤维筋(CFRP筋)松弛损失试验研究

探讨碳纤维筋的松弛特性,试验研究国产8碳纤维筋松弛损失,得出了碳纤维筋松弛损失的计算公式。

粘贴碳纤维布(CFRP)钢筋混凝土偏压柱试验研究

通过 2 3根粘贴碳纤维布 (CFRP)钢筋混凝土偏压柱及其对比柱在单调荷载作用下的试验研究 ,比较分析了CFRP加固前后偏压柱的承载力、延性及破坏形态。试验结果表明 ,在偏压柱的受拉面纵向粘贴CFRP可以较大地提高偏压柱的承载力 ,但不能改善柱子的延性 ;横向粘贴CFRP能显著地改善偏压柱的延性 ,柱的承载力也有所提高 ;纵、横向混合粘贴CFRP的加固效果最好 ,柱的承载力和延性均有较大提高。此外 ,根据试验结果的分析 ,提出了纵向粘贴CFRP的偏压柱的正截面承载力计算方法 ,计算结果与试验结果吻合良好。

碳纤维增强塑料筋(CFRP)的应用及研究

碳纤维增强塑料筋可以解决钢筋混凝土存在的钢筋锈蚀问题,且抗拉强度远大于普通钢筋的抗拉强度,适合用于混凝土结构,特别是预应力混凝土结构。文章详细介绍碳纤维增强塑料筋的性能、优点及国内外碳纤维增强塑料筋的研究现状、应用及展望。

碳纤维筋(CFRP筋)锚具研制及力学性能试验研究

论述碳纤维筋专用夹片粘结型锚具的锚固机理,介绍国产8碳纤维筋专用夹片粘结型锚具的研制及静载试验结果,并测定了国产8碳纤维筋的极限强度、弹性模量和极限延伸率等力学性能参数。

活性粉末混凝土(RPC)对碳纤维(CFRP)筋锚固性能的试验研究

近年来,CFRP筋在桥梁及结构工程中的应用及研究日趋广泛,但CFRP筋的锚固问题成为最大困难.本文从解决这一实际问题入手,提出了以活性粉末混凝土(RPC)作为新型粘结介质的粘结式锚具.通过静载试验详细研究了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、根数、套筒内壁倾角等参数下的锚固性能.证明了在目前可供选择的粘结介质中,RPC以其优异的性能,为CFRP筋提供了可靠的锚固方法.

碳纤维增强复合布加固混凝土圆柱受压承载力试验与数值模拟

[目的]对不同层数碳纤维增强复合(CFRP)布加固混凝土圆柱进行轴心抗压试验的破坏分析以筛选出最优层数,并在此基础上对混凝土强度及长细比参数作进一步分析.[方法]采用万能试验机对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验,同时利用ABAQUS非线性有限元软件进行模拟验证及参数分析.[结果]轴压试验结果的极限承载力及荷载-位移曲线表明,CFRP布加固混凝土圆柱对于提升混凝土的抗压承载力具有明显效果,同时对于C30混凝土而言,两层CFRP布的加固效果最优.有限元模拟结果得出随着混凝土强度的提升,CFRP布的加固效率降低;当长细比大于2∶1时,CFRP布加固混凝土圆柱对于偏心受压时极限承载力的提升较小.[结论]本文通过对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验分析,筛选出了最优加固层数.同时提出了相应的有限元模型,其与试验结果吻合良好.基于有限元模型对混凝土强度及试件长细比参数进行充分分析,为CFRP布加固混凝土圆柱在实际工程应用中提供了参考依据.

可重塑CFRP加强筋壁板模压塑形模具设计与仿真分析

介绍了一种碳纤维增强Vitrimer树脂基复合材料T形加强筋壁板热弯塑形模具设计与制造过程,从T形加强筋壁板外形尺寸、模具设计、温度场和热变形校核等方面阐述了T形加强筋壁板的热弯塑形过程,并辅以试验和生产实践介绍了Vitrimer树脂基复合材料T形加强筋壁板热弯塑形的成型效果,对成型制品的关键尺寸和表观状态进行了检验与评定,均能满足要求。该模具结构的设计可以实现Vitrimer树脂基复合材料制品在热弯塑形模压成型过程中的均匀热传递与高精度成形制造,减少了制品热变形引起的应力集中现象,提高了制品生产效率和成品率。

单根碳纤维(CFRP)预应力筋粘结式锚具的试验研究

本文介绍了用环氧铁砂和普通混凝土作粘结介质的粘结式锚具对碳纤维(CFRP)筋的锚固性能.通过大量试验,研究了粘结式锚具锚固CFRP筋的性能,并分析了粘结式锚具的粘结机理,为CFRP筋在结构工程中的推广应用奠定了基础.

CFRP筋(碳纤维筋)产品及其工程应用探析

碳纤维筋性能优越。目前碳纤维的技术发展与产能增长有利于碳纤维筋的生产和推广应用。对日本的调研显示,CFRP筋的工程应用方向众多,1987—2003年用量有起伏,总体呈上升趋势,但数量仍较小。其中,碳纤维绞线的用量最多,主要体现在桥梁与地锚工程中。分析认为,CFRP筋在桥梁工程中的应用前景广阔。

基于NSGA-Ⅲ算法的碳纤维复合材料螺旋铣孔切削参数多目标优化

碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣试验,测得不同切削参数下的切削力和孔径偏差;使用非线性拟合方法分别建立以径向切削力、轴向切削力、孔径偏差、切削效率为优化目标的多目标优化模型;采用第三代非支配遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行多目标优化,获得帕累托最优解;基于主成分分析构建最优切削参数决策算法,完成切削参数解集优劣性能排序,获得满足不同加工性能的最优参数组合。结果显示:NSGA-Ⅲ算法与主成分分析方法的结合可使多目标优化取得良好的效果。

碳纤维补强预应力钢筒混凝土管试验研究

针对预应力钢筒混凝土管道(PCCP)在使用过程中出现的裂缝、断丝等劣化现象,提出一种“一纵三环”黏贴碳纤维布加固PCCP管的方法。为验证该法修复PCCP断丝管的效果,采用3根2.2 m直径PCCP管在管芯混凝土内表面黏贴碳纤维增强复合材料(CFRP)进行加固试验。按不同温度和湿度组合黏贴CFRP,并分别在自然养护7 d和浸水30 d后进行正拉接性能试验。结果表明,自然养护条件下正拉接强度随着黏贴温度的升高而升高,随湿度增加呈先降低再升高的趋势;浸水养护后正拉接强度有所降低,为自然养护强度的80%。

大直径碳纤维筋锚固技术及试验研究

该文将大直径碳纤维筋与超性能混凝土相结合,充分发挥碳纤维轻质、高强、耐腐蚀的特点与超高性能混凝土的高耐久性优点,采用复合式锚固技术,开发配套锚具,确定锚固工艺,分别对Φ12单孔碳纤维筋锚固单元及多孔碳纤维筋锚索进行静载、疲劳试验,证明该锚固技术的可靠性。

碳纤维复合材料筋的研制与性能研究

综述了碳纤维复合材料筋在国内外土木工程中的应用现状,研究了树脂基碳纤维拉挤复合材料筋的结构及性能,表明由于碳纤维筋中碳纤维突出的单向力学性能和树脂基材优良的耐腐蚀性能,将成为土木工程领域的新材料。随着碳纤维树脂基复合材料向基础设施领域应用的进展和碳纤维拉挤复合材料筋材的国产化研制和生产,该材料将广泛应用于混凝土结构领域。