BFRP加固钢筋混凝土圆柱的疲劳性能分析

为研究玄武岩纤维加固钢筋混凝土圆柱的疲劳性能,利用ABAQUS对不同应力比和不同加固层数的钢筋混凝土圆柱进行了有限元分析.分析结果表明,玄武岩纤维布的加固能有效提高钢筋混凝土柱的疲劳性能,且包裹层数对钢筋混凝土圆柱的疲劳性能有较大影响.通过分析有限元计算结果,提出了疲劳荷载下玄武岩纤维加固钢筋混凝土柱的最优粘贴层数.

BFRP约束损伤钢筋混凝土圆柱轴压力学性能研究

为了研究钢筋、玄武岩增强复合材料(BFRP)包裹层数及预损伤对BFRP约束钢筋混凝土(RC)圆柱轴压力学性能的影响,对22个直径242mm、高726mm的混凝土圆柱(包括20个RC圆柱以及2个素混凝土圆柱)开展轴压试验。试验结果表明:纵筋对BFRP约束RC圆柱的极限强度有较明显贡献,箍筋对BFRP约束RC圆柱极限强度和极限应变均有较明显贡献;BFRP约束可有效改善损伤RC圆柱的极限强度和极限应变,但无法恢复RC圆柱因损伤而降低的初始刚度;损伤会降低BFRP约束RC圆柱的极限强度和初始刚度,且降低的程度随着损伤水平的增加而增加。最后,提出了BFRP约束损伤RC圆柱强度模型及极限应变模型,模型预测值与试验值吻合较好。

粘贴BFRP布约束钢筋混凝土柱轴心抗压试验研究

为了研究圆柱在不同的FRP种类和层数下的破坏特征和力学性能,进行21根FRP约束加固钢筋混凝土圆柱,其中9根BFRP、9根CFRP包裹和3根钢筋混凝土圆形截面短柱的轴心抗压试验,对横向应变、柱截面的应变和极限承载力等进行了分析。研究结果表明:两种纤维布加固后的钢筋混凝土短柱的承载力有明显提高,CFRP的承载力比BFRP的高,但差别不大;同时延性也有不同程度的提高;CFRP布的应变比BFRP布的大;包裹层数越多加固效果越好。采用纤维布约束加固钢筋混凝土柱后力学性能有明显改善。

BFRP加固钢筋混凝土圆柱的水平极限承载力分析

为研究玄武岩纤维布加固不同长细比钢筋混凝土圆柱的水平极限承载力,在配筋率、轴压比等因素相同的条件下,利用有限元软件ABAQUS对不同长细比和不同加固层数的25根钢筋混凝土圆柱进行模拟分析.结果表明,通过外贴玄武岩纤维布可以有效提高钢筋混凝土圆柱的水平极限承载力,且与粘贴层数有密切关系.通过有限元分析结果对比,得出了一定长细比范围内玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的最佳约束层数.

钢筋混凝土圆柱中圆形螺旋箍筋的受力机理

密配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土圆柱在外荷载作用下表示了良好的力学性能。本文研究了外荷载作用下圆柱构件中圆形螺旋箍筋的受力机理，得出了圆形螺旋箍筋和受压区混凝土间存在着良好的粘结性能，圆形螺旋箍筋不仅发挥对受压区混凝土横向约束作用，而且也发挥了抵抗外剪力的作用，这两种作用相互独立、互不影响等结论。

BFRP管约束再生混凝土圆柱轴压试验

为研究玄武岩纤维复合材料(BFRP)对再生混凝土力学性能的提升作用,对BFRP管约束再生混凝土圆柱进行了轴压试验,分析了BFRP层数对圆柱轴压性能的影响。试验结果表明:BFRP管约束再生混凝土圆柱的失效模式表现为BFRP断裂引起的圆柱受压破坏,BFRP管约束可以显著提高再生混凝土圆柱的承载力和变形能力,轴压应力-应变曲线表现出明显的强化段。随着BFRP层数的增加,约束再生混凝土的轴压强度比未约束再生混凝土提高了78%~281%,极限轴压应变提高了6.16~18.10倍,均显著高于对应的未约束普通混凝土的轴压强度和极限轴压应变。结合试验数据,评估了典型纤维复合材料(FRP)约束混凝土圆柱轴压强度和极限轴压应变模型在BFRP约束再生混凝土中的适用性,发现所评估的典型模型不能精确地预测试件的轴压强度和极限轴压应变。

侧向预应力约束高轴压比混凝土圆柱滞回性能

为了研究侧向预应力约束高轴压比混凝土圆柱的滞回性能,进行了7根混凝土圆柱的低周反复荷载试验;采用理论分析与回归分析相结合的方法,得出了预应力碳纤维条带约束高轴压比混凝土圆柱的正截面抗弯承载力计算公式;提出了能够考虑轴压比与预应力大小两因素的预应力碳纤维条带约束高轴压混凝土圆柱三折线型恢复力模型及其特征点的计算方法.试验结果表明采用预应力碳纤维条带约束高轴压混凝土圆柱后,柱的滞回性能有显著改善;预应力碳纤维条带提供的环向主动约束力能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,加固后高轴压比圆柱的破坏形态由脆性剪切破坏转变为延性更好的弯曲破坏.采用推荐模型所得计算结果与试验结果吻合较好.

三重螺旋筋约束混凝土柱承载力影响参数分析

为了研究内部横向钢筋约束效应及柱截面尺寸等关键设计参数对三重螺旋箍筋约束混凝土圆柱极限承载力的影响,基于三重螺旋箍筋约束混凝土圆柱的精细化弹塑性有限元模型,就各变化参数对其极限承载力的影响规律进行了深入的参数分析。结果表明:混凝土强度等级较低时减小螺旋箍筋间距能显著提高三重螺旋箍筋约束混凝土圆柱的极限承载力;相同体积配箍率下,随着试件截面直径的增加,最内层螺旋箍筋对试件承载力的提升效果逐渐减小;中间层螺旋箍筋体积配箍率大于最内层时,三重螺旋箍筋约束混凝土圆柱极限承载力的提高更为显著;中间层螺旋箍筋相对侧向应力与极限承载力之间的相关性更强。

碳纤维片材加固轴心受压混凝土圆柱的试验研究

本文在15根轴心受压混凝土圆柱试验基础上,研究了碳纤维片材加固混凝土圆柱的性能,研究了FRP层数对约束性能的影响,试验值与相关文献建议公式得到的计算值进行了比较.

核心受压玄武岩纤维管约束混凝土圆柱的声发射特性

为能够实时监测约束混凝土构件的损伤过程和建立能够预测破坏的预警指标,开展了4个玄武岩纤维增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer,简称BFRP)管约束混凝土圆柱轴心受压下的声发射信号测试试验,并进行了声发射参数的特性研究、关联分析和损伤计算。通过试验,研究不同直径(壁厚相同)、是否配筋等参数对BFRP管约束混凝土圆柱在受力过程中的声发射特征参数变化规律的影响。研究表明:BFRP管约束混凝土圆柱在不同的受力阶段会表现出不同的声发射信号变化特征;在壁厚相等时,直径小的BFRP管约束圆柱,在加载前期的损伤发展相对较慢,而在中后期则会损伤加快并较早破坏;由RA-AF关联分析可知,混凝土内部的张拉裂纹主要出现在弹性阶段,而剪切裂纹主要出现在弹塑性阶段;内部有、无配筋的约束构件均会发生脆性破坏,但是内部配置钢筋会改变约束构件在加载过程中的声发射信号变化规律,从而可以选择某个参数曲线的典型变化特征作为该类构件发生破坏前的预警提示。

预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤模型

为了研究预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤性能,利用包括对比柱在内的13根混凝土圆柱试验数据,对修正的Park-Ang损伤模型进行改进,建立了预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤模型;根据试件的轴压比、纵向配筋率、考虑了预应力碳纤维条带及箍筋的双重横向约束作用对组合参数进行非线性回归分析,得到了该文推荐模型中组合参数的经验表达式;基于所提出的地震损伤模型,计算出了不同损伤状态的特征点所对应的地震损伤指标,据此给出了预应力CFRP加固混凝土圆柱的抗震分级标准;有限元分析得到的CFRP加固混凝土圆柱的损伤指标与试验结果基本符合,证明了该损伤模型以及加固柱的抗震等级划分标准的合理性。

预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱滞回性能有限元分析

采用环向预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱,能够对核心混凝土提供主动约束,避免纤维复合材料的应力滞后,显著提高柱的承载力、延性和抗震性能.为模拟预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱拟静力试验的非线性响应过程,利用有限元软件ABAQUS的实体单元建立了圆柱的有限元模型,对其滞回曲线和骨架曲线等进行了分析,并将其结果与试验结果进行比较;最后进行了预应力度、轴压比对加固效果的参数影响分析.结果表明,实体单元有限元模型可以较好地模拟预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱在低周往复荷载作用下的非线性响应,使用预应力CFRP加固能够提高钢筋混凝土圆柱的抗震性能.

基于屈服后刚度的玄武岩纤维筋-布复合快速修复震损圆柱抗震性能试验研究

为了研究近表面植玄武岩纤维（BFRP）筋与外包BFRP布的复合快速修复震损钢筋混凝土圆柱的抗震性能，在4—5d内完成了4根震损圆柱的修复，然后对其进行低周往复荷载试验，得到了各试件在不同BFRP植筋率和BFRP布体积率组合的复合修复方案下的抗震性能指标。在试验数据的基础上分析对比了修复后试件与原试件的延性性能、耗能能力、承载力及刚度退化情况。分析结果表明：经过快速修复工艺修复的4根震损试件，其延性和耗能能力均能恢复到原试件的水平；4根试件的承载力相比原试件均有不同程度的提高。此外，4根试件的刚度基本恢复到原试件的水平，试件屈服后承载力随位移的增大明显增加，试件存在明显的屈服后刚度。试件屈服后刚度与BFRP筋及BFRP布的用量有直接关系，当BFRP布的体积率与BFRP筋的植筋率的比值A在1．80～1．92范围内，试件可以较好地获得屈服后刚度，有效减小残余位移。