基于安全储备指标的预应力FRP加固设计方法

预应力FRP加固技术在建筑加固中得到了广泛应用,但由于加固构件在破坏前变形能力不足,而其承载能力在钢筋屈服后仍具有较高的增长,所以仅以变形延性系数评价此类加固构件的安全储备显然并不全面,因此,寻求合理的评价指标就显得尤为重要。为解决这一问题,提出了用安全储备指标来评价这类构件安全性的理念,并进行了定性分析与定量预测,基于双折线假设建立了安全储备指标的预测模型。研究表明:等效安全储备指标Keq与传统的延性系数相比可以更为全面的分析加固构件的安全储备情况,通过对计算值和模拟值进行对比,发现该模型具有较好的准确度,因此加固工程中,可以基于目标安全储备指标完成FRP加固面积的计算。

预应力FRP加固钢筋混凝土结构若干问题的探讨

提出了预应力纤维材料加固钢筋混凝土结构中张拉应力的大小和施工工艺的选取等问题,通过比较国内外在这些方面的研究成果,对上述技术问题提出一些建议,为以后的研究与设计提供参考。

环向预应力FRP约束混凝土圆柱应力-应变关系

环向预应力FRP能够对核心混凝土提供主动约束,避免FRP的应力滞后问题,增强约束效果。在设计时若采用非预应力FRP约束混凝土的计算模型和应力应变关系模型,将会造成很大的误差。引入与环向预应力大小有关的初始约束应力和有效约束应力,并依据已有的试验数据和有限元模拟,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变的计算模型;分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的初始弹模,借鉴已有的FRP约束混凝土的应力-应变关系模型,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的三线性应力-应变关系模型,计算结果与试验结果吻合良好。

预应力FRP筋混凝土梁疲劳性能研究

FRP筋以其耐腐蚀、抗拉强度高、松弛小等特点 ,在暴露及恶劣条件下的预应力结构中有非常广阔的前景。目前国内外对预应力FRP筋混凝土结构的静力性能已有较多研究 ,而对于预应力FRP筋混凝土结构的疲劳性能研究 ,在国外刚刚起步 ,在国内则是空白。本文在系统地查阅国外最新研究资料的基础上 ,对FRP筋的疲劳性能、预应力FRP筋混凝土梁的疲劳性能进行了研究与总结 ,并对今后的发展趋势作了展望。

均布荷载下预应力FRP筋钢与混凝土组合梁轴向力计算

外荷载作用下,预应力FRP筋钢与混凝土组合梁的交接面必产生相对滑移,预应力FRP筋内力会随外荷载增加而增加,这种交接面滑移和FRP筋内力增量会导致混凝土翼缘板、钢梁、连接件受力性能发生变化.针对这一问题,结合预应力组合梁实际受力特征,利用弹性理论,建立了考虑组合梁交接面相对滑移和预应力FRP筋内力增量影响的轴向力微分方程,给出均布荷载下组合梁中混凝土板和钢梁的轴向力理论计算公式.计算结果表明,预应力FRP筋组合梁的轴向力随着连接件刚度的增大和外荷载增加而增大,组合梁跨中截面轴向力最大,从跨中到梁端按非线性逐渐减小,梁端部轴向力近似为零,预应力FRP筋内力增量对组合梁轴向力影响较小,可以忽略其对组合梁轴向力的影响.

预应力FRP片材加固混凝土墩柱的研究进展

预应力FRP片材加固混凝土墩柱施工工艺简便,既可用于震后应急加固,也适于永久性抗震加固。这种新型加固方法能够避免FRP片材的应变滞后,充分发挥FRP片材的高强特性;促使原有混凝土裂缝的弥合,限制裂缝的发生和开展,提高柱的耐久性能;重新调整混凝土墩柱的受力状态,显著提高被加固混凝土墩柱的延性、承载力和抗震性能。基于预应力FRP片材加固混凝土墩柱的国内外研究现状,围绕预应力FRP片材加固混凝土墩柱的起源、FRP片材预应力施加方法、预应力FRP片材锚夹具、预应力FRP片材加固混凝土柱的抗震性能等几个方面的最新研究进展进行了综述,对目前FRP片材加固混凝土墩柱研究中亟需解决的问题进行了分析与展望。

无锚固条件下预应力FRP端部应力分析

通过对预应力FRP放张后端部应力状态的分析后发现,适当加大粘结层的厚度和提高粘结层的变形性能可大幅度提高端部粘结锚固的能力,满足预应力加固的需要.附加的简易锚固措施可进一步提高锚固能力和可靠性.分析为预应力FRP加固技术的成本降低和施工工艺简化提供理论依据.

有粘结预应力FRP筋混凝土梁受弯有限元模拟

采用有限元软件ABAQUS对预应力FRP筋混凝土梁受弯性能进行模拟。通过降温法施加预应力,忽略预应力筋与混凝土之间的粘结滑移。在收敛度差调整到3%、线性受拉损伤值dt的峰值取为0.9时,模拟结果与他人的试验结果比较基本吻合。

预应力FRP筋混凝土梁刚度研究综述

针对FRP筋具有高强、轻质、抗腐蚀、耐疲劳等优点,但其弹性模量低的现状,提出了采用对FRP筋施加预应力,以充分发挥其抗拉强度的技术,并针对国内预应力FRP筋混凝土梁的短期刚度进行了综述。

预应力FRP套筒在补强混凝土柱中的应用

为了弥补普通FRP在补强混凝土柱时,由于FRP被动约束导致其应变滞后,从而不能有效地发挥FRP的高强抗拉性能来最大限度提高补强后混凝土柱的轴向极限承载力,提出采用高效膨胀混凝土高压灌入FRP套筒,通过控制膨胀参数给FRP套筒施加一定的预拉应力,使得FRP套筒更早、更快、更好地约束核心混凝土。分析结果表明,预应力的FRP套筒补强混凝土柱的效果明显高于一般的FRP材质。

预应力FRP板加固RC梁抗弯性能有限元模型可靠性评价

为综合评价简化分离式位移协调有限元模型的准确性及可靠性,本文对文献中的11根预应力纤维增强复合材料(FRP)板加固钢筋混凝土梁(RC梁)以及1根钢筋混凝土梁进行有限元模拟。将模拟结果与试验结果对照,进行误差、模型适用性、可靠性以及相关性分析,从多个角度评价模型的准确性。结果表明:该模型预测的屈服荷载、极限荷载、屈服位移及刚度的数据是可靠的;在不发生FRP板剥离破坏和锚固端撕裂的情况下,模型的整体相关系数在0.95以上,发生轻微剥离破坏的构件整体相关系数在0.8以上。此外,对于各种偶然因素引起破坏的构件,宜将极限荷载和屈服位移预测值下调3%,屈服荷载和刚度预测值分别上调6%和4%,从而更接近试验真实值。

预应力FRP增强胶合木的预应力损失研究

研究了预应力FRP增强胶合木梁的预应力损失,其中:FRP采用先张法施加预应力,并采用胶合与机械相结合的方式锚固于胶合木梁。分析表明:先张法FRP板的预应力损失主要包括垫块变形和木材弹性变形,FRP应力松弛、季节温差引起的预应力损失和木材蠕变引起的预应力损失。该研究基于平截面假定,通过胶合木梁的受力平衡与变形协调及材料本构模型,建立了每项预应力损失的计算公式,以及预应力损失后的胶合木梁反拱挠曲线方程,确定初始预应力限值范围;计算并分析了3组预应力CFRP增强胶合木梁的预应力损失值,应用反拱挠度实测值验证该研究计算理论。研究成果可为预应力FRP增强胶合木的设计与安全性评估提供理论参考。

预应力FRP筋混凝士梁受弯承载力研究综述

FRP筋(Fiber Reinforced Polymer Bar)具有高强、轻质、抗腐蚀、耐疲劳等优点。但其弹性模量低,因此可通过施加预应力的方法,克服其抗拉强度难被充分利用的缺点.本文主要是对目前预应力FRP筋混凝土梁的受弯承载力的计算方法进行综述.

预应力FRP板加固钢筋混凝土梁的试验研究

采用四点弯曲试验研究预应力FRP板加固钢筋混凝土梁的抗弯性能.开展了4个加固工况试验及1个参考试验,分析了各工况梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、承载力和开裂模式.研究结果表明:预应力FRP板能明显提高梁的极限承载力.与未加固梁相比,开裂荷载和极限荷载最大分别提高140.9%和80%,极限变形最大降低35.6%.

预应力FRP加固钢管的临界屈曲理论研究

预应力FRP加固技术应用于内压管线的修复、加固项目中,已经得到了人们的重视。本文针对预应力FRP加固钢管的临界屈曲进行了理论分析,重点分析了屈曲理论下钢管能承受的预应力极值。研究了钢管在预应力作用下其环向应力和径向应力的分布规律,获得了强度理论条件下的预应力极值P_(max1);基于壳体理论推导了预应力作用下钢管在径向方向的应变方程,得到了屈曲理论条件下的预应力极值P_(max2)。对比文献中的试验结果,通过本文分析得到的钢管径向应变的分布规律和文献给出的试验结果相一致。通过P_(max1)、P_(max2)获得了钢管在预应力作用下发生屈曲问题的临界条件,且P_(max1)、P_(max2)均随着径厚比的增加而递减,随材料屈服强度的增加而增加。

有粘结预应力FRP筋混凝土梁的研究

结合FRP筋具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点,拟在试验和理论分析的基础上,对有粘结预应力FRP筋混凝土梁的受力性能和计算方法进行研究,提出了一些设计建议。

预应力FRP布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法研究

钢筋混凝土桥梁属常见交通设施,其质量、应用能力很大程度上受到加固效果影响,需予以重视。本文尝试分析预应力FRP布对钢筋混凝土桥梁的加固作用,分别就张拉锚固定装置及加固方法展开论述,给出加固技术原理、张拉锚固定装置与功能、受力分析和加固流程等内容,为后续桥梁加固具体工作提供支持。

预应力FRP加固钢筋混凝土梁的性能综述

FRP作为一种高强、高性能结构材料,在工程结构的加固中具有巨大的应用前景。本文对预应力FRP加固钢筋混凝土梁的性能的研究进行了总结,指出了现有研究尚未开展的方向以及存在的技术难题,并且提出了自己的建议。

预应力FRP加固混凝土梁性能研究

通过数值计算和试验,对外贴预应力FRP加固受弯构件的受力性能进行了研究,对加固后钢筋混凝土梁正截面的破坏特征、受力特点和影响因素以及构件变形进行分析。结果表明,计算数据与实验数据具有较好的吻合度,同时分析了造成实验数据和计算数据误差的原因,为加固设计和计算提供必要的参考。

预应力FRP布加固混凝土桥墩的力学性能研究

通过对FRP(Fiber Reinforced Polymer)布加固混凝土桥墩时预应力施加方法的研究和分析,给出了预应力FRP布加固混凝土桥墩的施工方法;以某铁路桥梁中的大尺寸混凝土桥墩为例,比较分析了预应力FRP布加固混凝土桥墩的优点和优势,参照中美两国规范给出了预应力FRP布加固混凝土墩柱的承载力和延性分析方法。结果表明,与未施加预应力的FRP布加固混凝土墩柱相比,采用预应力FRP布加固混凝土墩柱可以有效提高其承载能力和延性;与AFRP布相比,CFRP布更适用于预应力FRP加固工程。