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。

预应力FRP筋混凝土梁的抗震性能试验研究

进行了8根混凝土梁在低周反复荷载下的拟静力试验,对其受力过程、破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行分析比较,研究不同预应力筋种类和预应力度(PPR)对预应力梁抗震性能的影响。考虑材料的非线性,对试验梁进行有限元计算分析。有限元计算和试验结果表明,预应力度是影响预应力梁抗震性能的主要因素,抗震性能随着预应力度的增加而逐渐降低;在同等预应力度的条件下,无粘结预应力FRP筋混凝土梁的耗能能力最好;采用有粘结和无粘结预应力相结合后,试验梁的延性指标有所提高,延性比有粘结和无粘结预应力梁分别提高12%和26%,滞回曲线变得更加丰满,对结构抗震性能有利;有限元计算结果与试验结果较为吻合。

预应力FRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

对5根以FRP筋为有粘结预应力筋、以普通钢筋为非预应力筋的预应力混凝土梁受弯性能进行试验研究。根据试验结果对预应力FRP筋混凝土梁受力过程、破坏模式及裂缝情况进行了较为详细的研究。测定了梁的极限承载力、变形发展及裂缝分布等情况。试验研究结果表明:与预应钢绞线混凝土梁相比,预应力CFRP筋混凝土梁具有很好的变形能力而极限承载力相差不多,但是预应力AFRP筋混凝土梁承载力较低。通过计算得到的极限承载力、挠度与试验结果吻合较好。

预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的恢复力模型

作为一种新型建筑材料,FRP具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,非常适合作为预应力筋材料.通过4根预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的试验研究,根据预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下滞回曲线的特点,提出了适合于预应力FRP筋混凝土梁的弯矩-曲率恢复力模型,并与试验结果进行了比较,计算模型与试验结果吻合良好。

预应力FRP筋混凝土梁的非线性有限元分析

FRP作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。本文详细介绍了有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁的建模过程,并且将分析结果与体内有粘结和体内无粘结预应力FRP筋混凝土试验梁的试验结果进行了比较,验证了模型的可靠性。

有黏结预应力FRP筋混凝土梁的抗弯设计

为了研究非预应力钢筋对预应力FRP筋混凝土梁抗弯性能的影响,本文定义了各种破坏模式,推导了相应的承载力计算公式,对抗弯强度的折减系数进行了分析,并通过文献中的试验数据对设计公式进行了校核,最后对体内有黏结预应力FRP筋混凝土梁的抗弯设计提出了建议.

有粘结预应力FRP筋混凝土梁有限元分析

介绍了利用有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁的建模方法。详细讨论了有关参数对预应力FRP筋混凝土梁非线性分析的影响,并且将分析结果与体内有粘结预应力FRP筋混凝土梁的试验结果进行了比较。研究结果表明可以利用有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁进行非线性分析。

体外预应力FRP筋混凝土梁承载力计算

纤维增强塑料(FRP)作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。采用应变折减的方法推导了体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算方法,并将计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明本文推导的计算方法可以作为体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算公式。

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筋混凝土梁的有限元建模与受力性能分析

介绍了有限元软件ANSYS在预应力FRP筋混凝土梁非线性分析中的应用,论述了混凝土和FRP筋的单元选择、本构关系、预应力施加等问题及建模求解的过程,对一根无粘结预应力FRP筋混凝土试验梁进行有限元分析,得到梁的荷载-变形曲线,通过与试验数据对比验证了模型的可靠性。

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。

体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的理论与数值分析

随着服役时间的增长和车辆荷载的增加,老旧的钢筋混凝土桥梁面临承载力不足、变形超限等问题,采用体外预应力CFRP筋对其加固是一种有效的解决方法。采用有限元分析软件ABAQUS对某跨度24 m的铁路桥梁进行数值模拟与参数分析,其中,根据不同的CFRP预应力筋的直径(31 mm、43 mm、61 mm)和预应力大小(250 MPa、500 MPa、750 MPa、1000 MPa、1250 MPa),获得模型梁的开裂弯矩、梁底钢筋屈服弯矩以及梁开裂时的跨中变形。将《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)等现行规范的理论计算结果与数值模拟结果进行对比,发现两者吻合良好,误差在15%以内,从而验证了规范中钢筋混凝土梁开裂弯矩计算公式、正截面承载力计算公式以及跨中挠度计算公式对于体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的适用性与准确性,为实际工程加固设计提供参考。

FRP筋-钢筋混合配筋的超高性能混凝土梁受弯有限元分析

研究配筋率、混合配筋等效配筋率、FRP筋面积比、UHPC抗拉强度、钢筋配置形式对UHPC梁受弯性能的影响。分析各参数对UHPC梁屈服荷载、峰值荷载、挠度及破坏形式的影响。结果表明:随着配筋率的增加,纯钢筋UHPC梁刚度、屈服荷载、峰值荷载及对应的挠度均得到不同程度提高;UHPC混合配筋梁随FRP筋面积比的增大,峰值荷载及峰值荷载挠度增大,UHPC混合配筋梁的抗变形能力变差;随UHPC抗拉强度的提升,UHPC梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载增大,对应的挠度减小;采用双层布置的UHPC混合配筋梁比单层布置梁屈服荷载、峰值荷载小。本文为FRP-钢筋混合配筋UHPC结构的工程应用提供参考。

纵筋锈蚀对后张混凝土梁预应力筋应力的影响规律

为探究非预应力筋锈蚀对预应力筋应力的影响,记录了试验梁在不同锈蚀环境下180 d的应力值.通过通电-氯盐溶液干湿循环方式,加速预应力混凝土试验梁内非预应力纵筋锈蚀,并采用振弦式锚索测力计测试梁内预应力筋应力.试验结果发现:预应力筋应力变化值与环境温度密切相关;与大气环境中静置的试验梁相比,干湿循环会增大预应力筋应力,并且在研究期限内,预应力筋应力持续增长,变化值最大为42.6 MPa,这与混凝土湿胀和盐胀的特性相关;纵筋锈蚀及其引起的混凝土截面损伤会使混凝土轴心放置的预应力筋应力下降31.5%;所建立纵筋锈蚀率与预应力筋应力变化值之间的关系模型与试验测试结果较为吻合.因此,纵筋锈蚀对预应力混凝土梁内预应力筋应力产生显著影响,需要在设计和维护中予以考虑.

装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构强柱弱梁设计

为设计满足“强柱弱梁”标准的装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,以5层装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构为例,设计此结构梁跨度,依次是3 m、5 m、7 m,轴压比依次是0.7、0.8、0.9,极限弯矩比依次是0.9、1.1、1.3.在OpenSees平台上通过Push-over分析方法,绘制多种条件下结构的荷载-顶点位移变化、塑性铰变化,以此分析所设计装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构,是否符合强柱弱梁的设计标准.分析结果显示:梁跨度是3 m、轴压比与极限弯矩比是0.7、0.9时,装配式预应力高强箍筋混凝土框架结构的荷载-顶点位移变化最为稳定,此时塑性铰主要分布于梁端而非柱端,满足强柱弱梁设计标准.

基于试验数据分析的FRP筋混凝土梁抗弯承载力预测方法

新型纤维增强复合材料(FRP)被视为一种可取代钢筋的理想增强材料,在岛礁及近海工程中得到广泛应用。参照相关规范的参数规定及基本假定,对国内外89根FRP筋混凝土梁的试验数据进行统计分析,引入无量纲化参数μp,建立了一种基于试验数据分析的抗弯承载力预测方法,并与我国现行规范中的计算方法进行对比分析,验证了本文提出预测方法的可靠性和预测精度。结果表明:基于试验数据分析的FRP筋混凝土梁抗弯承载力预测结果与试验结果吻合较好,M_(pre)/M_(exp)平均比值为0.96~1.03,为FRP筋混凝土梁极限承载力评估提供了一种新途径。

大跨度预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工技术

本文探究了悬臂浇筑施工技术在某大跨度预应力混凝土连续梁中的应用。采用悬臂平衡浇筑法进行施工,在悬臂端设计了三角形挂篮,利用挂篮做吊架进行悬臂浇筑、完成合拢段施工,降低了施工难度,提高了施工质量。在本工程中,贯彻全过程、精细化管理理念,分别从支架搭设与预压、挂篮制作与安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑预养护、孔道压浆与封锚等方面采取了控制措施,确保了预应力混凝土连续梁悬臂施工的顺利完成。

预应力FRP筋混凝土梁的研究进展

FRP作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。对FRP筋预应力混凝土梁的结构延性、抗弯性能、抗剪性能和长期性能等关键问题进行了仔细的分析总结,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。

有粘结和无粘结相结合的预应力FRP筋混凝土梁抗弯承载力研究

纤维增强塑料筋(简称FRP筋)是一种高强线弹性材料,非常适合用做侵蚀环境下的预应力筋,采用有粘结和无粘结相结合是提高预应力FRP筋混凝土梁延性的一种新方法。对有粘结和无粘结相结合的预应力FRP筋混凝土梁的抗弯承载力进行了理论分析和试验研究,基于平衡配筋率定义了有粘结和无粘结相结合的预应力FRP筋混凝土梁的破坏形态,推导了平衡配筋率和相应抗弯承载力的计算公式。为了验证公式的正确性,进行了9根预应力FRP筋混凝土梁的试验研究,计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,在相同配筋的条件下,体内有粘结预应力FRP筋混凝土梁的承载力最高,体内无粘结预应力FRP筋混凝土梁的承载力其次,而无转向块的体外无粘结预应力FRP筋混凝土梁的承载力最低。采用体内有粘结和无粘结预应力相结合,可以改善预应力FRP筋混凝土梁的延性。

体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯性能试验研究

通过体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁静力试验,研究体外预应力CFRP筋加固梁的受弯性能,包括受力过程、破坏形态、延性及CFRP筋应力增量等,分析张拉控制应力、非预应力配筋率和混凝土强度等级对加固梁受弯性能的影响。结果表明:与未加固梁相比,采用体外预应力CFRP筋加固,能显著提高混凝土梁的受弯承载力、整体刚度和极限变形能力,限制裂缝发展;张拉控制应力和非预应力筋配筋率对加固梁受弯承载力影响较为明显,而混凝土强度等级影响较小。基于试验结果,运用现有体外预应力混凝土结构理论,建立了体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯承载力计算公式,可供实际工程设计参考。