BFRP加固对冻融损伤混凝土短柱承载能力的影响

为减少冻融循环对混凝土力学性能的影响,经济高效地延长严寒地区冻融损坏混凝土结构的使用寿命,通过三种BFRP布包裹层数(0,2,3层)约束经历四种冻融循环次数(0,25,50,75次)素混凝土短柱试验,系统研究BFRP布加固层数对不同冻融损伤混凝土柱承载能力影响。结果表明:在经历冻融循环后,混凝土柱极限承载力大幅降低,极限位移略有提高;3层加固使0,25,50,75次冻融循环混凝土柱的极限承载力提升20%、16%、22%、37%,还使极限位移大幅增加;由试验现象和数据分析发现,应于端部施加额外加固,以获取更好的加固效果;采用ABAQUS并选取合适材料本构模型,参照试验建立12种有限元模型,模拟结果同试验结果吻合较好;考虑FRP约束棱柱体有效约束面积划分后,代入BFRP约束混凝土柱极限应力公式和冻融损坏混凝土单轴受压应力本构关系,建立了适用BFRP约束冻融损伤混凝土短柱极限承载力公式。

U型锚固对BFRP加固混凝土梁作用效果研究

目的研究端部U型锚固和沿全梁U型锚固对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的作用效果.方法以两种U型锚固方式的BFRP加固钢筋混凝土试验梁为研究对象,采用扩展有限元模拟混凝土裂缝扩展,利用界面粘结单元计算BFRP与混凝土之间的界面应力,分析两种U型锚固形式下BFRP加固混凝土梁的裂缝扩展、界面应力、BFRP应力以及加固梁的失效机理.结果端部U型锚固下BFRP加固梁的极限承载力高于全梁U型锚固的加固梁,随着荷载的增加,裂缝位置的局部高应力向两侧移动,界面应力和BFRP布的拉应力沿全梁分布更均匀,加固梁易产生界面剥离破坏;而全梁锚固的加固梁U型箍间裂缝位置处的BFRP局部应力增加迅速,易发生局部BFRP布拉断破坏.结论当BFRP加固混凝土梁只产生剪切裂缝时,全梁U型锚固的加固效果好于端部U型锚固方式,全梁U型锚固下BFRP加固混凝土梁的承载力更高、变形更小.

BFRP加固圆木柱的力学性能研究

进行了5根BFRP加固圆短柱轴心受压试验和数值模拟研究,分析了BFRP不同加固方式对圆柱承载力、变形的影响。加固后的圆柱其承载力和变形性能均有所提高,数值模拟结果和试验结果基本吻合,并修正了圆木柱的承载力公式。

BFRP加固重度预裂钢筋混凝土梁受弯承载力试验研究

为了研究外贴BFRP加固重度预裂RC梁的受弯承载力,通过设置2组试件,对比分析了BFRP加固重度预裂RC梁的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线和荷载-纤维布应变曲线等。研究结果表明：重度预裂RC梁经BFRP加固后,在加载过程中,跨中混凝土沿原裂缝开裂和扩展,达到极限荷载后,受压区混凝土被压碎,BFRP未发生明显破坏;重度预裂RC梁的受弯承载力可达到同BFRP层数加固基准梁的107.99%（1层BFRP）、95.07%（2层BFRP）和99.34%（3层BFRP）;BFRP加固重度预裂RC梁的荷载-挠度曲线及荷载-纤维布应变曲线的变化规律与基准梁存在差异。根据BFRP加固重度预裂RC梁的破坏特点,并考虑受压区混凝土抗压强度的折减,提出了适用于BFRP加固重度预裂RC梁的受弯承载力计算公式,经过验证,计算值与试验结果吻合良好。

玄武岩纤维布加固冻融钢筋混凝土柱性能分析

为研究低周反复荷载作用下玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,简称BFRP)加固冻融钢筋混凝土柱的性能分析,运用有限元软件ABAQUS对冻融钢筋混凝土柱进行玄武岩纤维布加固,主要从抗震指标等方面,分析不同冻融循环次数及不同轴压比对钢筋混凝土柱抗震性能的影响。结果表明:当轴压比不变时,随着冻融循环次数的增大,构件强度衰减越慢,延性与耗能能力得到更多提高,抗震能力越好;当冻融循环次数不变时,随着轴压比变大,强度衰减变慢,延性提高,耗能能力提高,则适当的增加纤维布层数,可以提高冻融损伤钢筋混凝土柱的抗震性能。

玄武岩纤维及其增强水泥基复合材料研究进展

玄武岩纤维是一种新型无机绿色环保高性能纤维材料。综述了玄武岩纤维及其玄武岩纤维增强水泥基复合材料(basalt fiber reinforced cement-based composite)国内外最新研究进展,简要介绍了玄武岩纤维国内外研究进展,玄武岩纤维表面处理技术对界面性能的影响以及对提高复合材料整体性能的必要性,并重点介绍了玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能研究和纤维增强机理以及玄武岩纤维水工混凝土及BFRP加固应用。最后对玄武岩纤维增强水泥基复合材料的发展研究方向进行了展望。

BFRP布加固圆截面木梁受弯性能试验研究

为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)布加固圆截面木梁的受弯性能,对未经加工处理的足尺木梁进行三分点加载试验。试件分为4组总计12根,长度均为3 300 mm。其中1组为未加固试件,另外3组为采用不同方式粘贴BFRP布的加固试件,分别为底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴。对各组试件的荷载-跨中位移、荷载-跨中截面应变和跨中截面应变等曲线进行了对比分析。试验结果表明:与未加固试件相比,底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴BFRP布的试件极限荷载分别提高了16.30%、24.34%和30.54%。BFRP布加固试件在破坏过程中,木材的塑性变形明显,其抗压强度得到充分发挥,截面应变符合平截面假定。采用ANSYS有限元分析软件模拟得到试件的荷载-位移曲线,与试验结果吻合较好。有限元分析结果表明,试件的受弯承载力随着BFRP布侧面环向粘贴的间距减小而增大。最后,基于BFRP布加固圆截面木梁的三阶段破坏特征,提出其受弯承载力计算公式,计算结果与试验结果的差值小于10%,可为圆截面木梁加固设计提供参考。

盐雾侵蚀条件下玄武岩纤维布加固混凝土构件的耐久性试验

国内外学者对纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁的整体性能及其耐久性都做了大量的试验和理论研究,但是以往对FRP的研究大多集中在碳纤维复合材料(CFRP)及玻璃纤维复合材料(GFRP)等上面,而对性价比良好的玄武岩纤维(BFRP)加固混凝土结构的试验研究却很少。基于以上因素,通过对18个梁在不同的初始荷载水平情况下分别在自然环境和盐雾环境下的老化试验研究,结果表明:不同初始荷载水平对BFRP加固混凝土梁的影响较小;盐雾环境与自然环境下对比发现,BFRP加固混凝土梁具有较好的耐盐雾侵蚀能力。

玄武岩纤维增强复合材料加固新疆杨圆柱的力学性能试验研究

通过对15根新疆杨圆柱进行轴压试验,研究了玄武岩纤维(BFRP)布粘贴层数(1层和2层)和粘贴方式(间隔贴和满贴)对圆柱承载力、延性等性能的影响;并与相同试验条件下的方柱进行了对比分析。结果表明:BFRP加固圆柱承载力提高10.7%~26.4%;刚度提高1.0~5.04倍;延性提高29.O%~70.9%。通过对轴压试验下的圆柱和方柱性能比较,可看出:加固后圆柱的承载力、延性优于加固后的方柱。