纤维增强复合材料(FRP)配筋混凝土结构研究综述

新型建材纤维增强复合材料(FRP)具有高抗拉强度、低密度和耐腐蚀性能优良等特性,是一种具有巨大潜力的工程材料。如今,传统的钢筋混凝土结构面临钢筋易锈蚀的问题,给社会造成了较大的经济损失,维护和修复成本高昂。通过在特定环境中将钢筋替换为FRP筋,不仅能够有效解决钢筋混凝土结构的耐久性问题,而且能够进一步优化其工作性能,延长使用寿命,降低维护成本。首先简述了FRP筋混凝土结构的国内外研究进展,随后对FRP筋、FRP筋混凝土及预应力FRP筋混凝土结构的特性进行了阐述,最后对FRP筋混凝土结构的重要发展问题进行了总结,并对其未来的发展前景进行了展望。

2022年欧洲纤维增强塑料/复合材料市场

2023年4月25日,德国增强塑料协会(AVK)发布了其年度报告《2022年欧洲纤维增强塑料/复合材料市场》,摘译如下。概况与所有行业一样,复合材料行业近年来受到了强大的负面影响。即便在2020年初开始的新冠肺炎疫情之前,就遇到一些重大挑战,例如运输业的结构变化。新车登记数量的持续下降影响了经济气候,也影响到复合材料行业。

纤维增强复合材料缆索锚固系统研究与应用进展

纤维增强复合材料(FRP)相对于传统钢制缆索具有高强、耐腐蚀和轻质等优异性能,然而如何充分利用这些特性并实现对FRP缆索的可靠锚固,一直是阻碍FRP缆索实现规模化和商业化应用的障碍。FRP缆索锚固系统由非金属的FRP缆索和定制的锚具组成,其研究和应用已成为土木工程界的热点之一。为促进FRP缆索锚固系统的发展和推广应用,从FRP缆索锚固系统的分类、静载锚固性能、长期性能和疲劳性能四个方面综述了FRP缆索锚固系统的研究现状,并介绍了其在实际桥梁工程中的应用。首先综述了FRP缆索锚固系统的分类,对各类不同构造形式和组成材料的黏结型、夹持型和复合型锚固系统进行了系统性梳理,并进行相互之间特点对比;然后剖析了不同类型FRP缆索锚固系统静载锚固性能、长期性能和疲劳性能的影响因素,分析了各类FRP缆索锚固系统的性能机理,并在此基础上阐述了其有限元分析方法和解析分析方法;其次,总结了国内外具有代表性的应用碳纤维增强复合材料(CFRP)缆索锚固系统的实际工程,介绍了CFRP缆索锚固系统的应用场景和基本构型,并强调了各锚固系统的设计特色;最后探讨了FRP缆索锚固系统目前存在的问题和未来的发展趋势,以期对FRP缆索锚固系统的学术研究和工程实践提供新的启发和基础资料。

FRP布材增强钢筋混凝土桩水平承载性能研究

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强的优点被广泛应用于抗震加固、结构补强等实际工程中,但有关FRP增强混凝土桩水平承载性能的研究较少。为了研究不同FRP布材加固混凝土桩承载特性问题,通过室内模型试验对FRP布桩(普通钢筋混凝土桩身包裹FRP布材)的水平承载规律进行研究,探究了不同包裹层数、不同FRP布材类型、不同布材混合包裹对钢筋混凝土桩承载性能的影响。同时利用ABAQUS软件建立FRP布桩三维有限元模型,对每种工况进行数值模拟。结果表明,FRP布桩的水平承载性能随着包裹层数的增加而提升,提升效果与包裹层数之间并不存在正比例关系;不同布材类型的FRP布桩中,CFRP布对FRP布桩的水平承载性能提升效果最优;混合包裹(CFRP+GFRP)的提升效果要略优于包裹2层GFRP布。

CFRP-铝合金复合管高强混凝土短柱轴压性能研究

为研究CFRP-铝合金复合管混凝土构件的轴压性能,进行了12根短柱试件的轴向压缩试验,主要研究参数为CFRP层数。试验结果表明:复合管混凝土试件出现了多处外凸鼓曲以及对应位置混凝土被压溃的破坏形态,而空复合管试件发生了局部内凹屈曲破坏;试件轴压承载力随CFRP层数的增加而增大,且复合管混凝土试件的承载力提高幅度高于相应的空复合管试件的提高幅度。对各部分的承载力贡献比例进行分析,发现复合管混凝土试件中混凝土的承载力贡献比例超过70%,且承载力贡献度随CFRP层数的增加而提高。提出了CFRP-铝合金复合管混凝土构件的轴压承载力计算公式。

纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱研究进展

纤维增强复合材料(FRP)在混凝土结构加固中得到了广泛的应用。依据国内外相关资料,从FRP材料类型与施工方法、试验加载形式、混凝土柱截面形式、加固后柱的强度、延性及破坏模式等方面,对FRP加固混凝土柱的大量研究成果进行了总结评述,并对今后可能的研究方向提出了展望。

纤维增强复合材料(FRP)的研究与应用

在介绍了纤维增强复合材料 ( FRP)的材料性能及其应用形式和应用领域的基础上 ,对 FRP的研究与应用进行了总结和回顾 ,同时指出了存在的一些问题。然后介绍了碳纤维布修复补强工法 ,目的是使 FRP更加有利于土木工程的应用 ,增强结构的使用性能。主要的研究方法是理论和实践相结合。结果表明 ,加固后的建筑结构性能良好。所以运用 FRP对结构进行加固是一种行之有效的方法 。

纤维增强塑料/钢筋混凝土复合结构数值分析的非经典理论单元

基于等效非经典理论 ,本文给出了FRP/RC构件的抗弯刚度、抗剪刚度计算公式 ,对FRP/RC复合结构建立了两种非经典理论单元 ,并对一个比较典型的框架进行了分析 ,研究了FRP/RC复合结构的基本性能 。

生物可降解竹纤维增强塑料复合材料成型工艺

生物可降解竹纤维增强塑料复合材料是以竹纤维和生物可降解塑料为原材料经过特定工艺加工而成。其成型工艺主要包括模压成型、注射成型、挤出成型以及层压成型等。本文较详细阐述了上述4种成型工艺及成型过程中关键问题。

拉挤纤维增强塑料(PFRP)复合材料结构的连接和增强件设计详图

本文目的在于为拉挤纤维增强塑料(PFRP)结构型材的连接和加劲件(Stiffener)介绍一些推荐性设计详图,也作为PFRP制造厂在选择合适的连接结构时实际的设计参考。在制造这类结构元件时考虑了此材料的各向异性性能。本文分为三个相互有关的部分:(1)PFRP框架结构的连接设计详图;(2)增强和加大PFRP开口(open-web)型材结构负载能力的简易加劲元件;(3)实验评价加劲的梁。在第一部分中,介绍由著者研制的专用FRP通用连接件(UC)用作新结构的连接,与所需的加劲件一起使局部变形最小和防止PFRP开口型材的过早破坏。在早些时候,著者和其它人的文章中报道了这种通常局部破坏的PFRP开口型材。此外。提供了剪切和弯曲的加劲详图。为了解决与现有PFRP框架有关的各种问题,也提出了作传递件和螺杆(stud)加劲件的推荐详图。这些外加的加劲件对于现有PFRP结构来说是不昂贵的,并能提高这类结构在过大荷载条件下的可靠性和安全性;因而会降低设计人员和制造者所承担的风险和责任。另外,对加劲和未加劲简支PFRP的H-梁的实验结果表明对成品的(off-the-shelf)拉挤型材应用外加加劲件的重要。此试验结果指出,与未加劲的试样相比较,此型材的极限承载量增加多达65%,而临界屈曲应力和后屈曲强度两者的提高也是源于加了这些加劲件。

3D打印碳纤维增强塑料及复合材料的增材制造与应用

当前，新能源、新材料、3D打印技术、智能制造装备、生物技术等高科技正在一些重要领域发生革命性突破，正在引发新一轮的产业转型与变革。3D打印技术是将新材料技术、数字化制造技术和智能化制造技术植入产品设计、开发及制造，使产品的功能得到极大丰富，并在网络、云计算、大数据等先进技术强有力地支持下，通过开放、共用的互联互通网络平台，单件小批量定制化的生产制造逐渐取代大批量流水线生产制造；重复和一般技能劳动制造将不断被智能化装备和先进的生产制造方式所替代。

复合纤维增强塑料/聚氯乙烯泡沫复合板材料与气垫船

主要介绍了复合纤维增强塑料 /聚氯乙烯泡沫复合板 (FRP/PVC)材料和铝质材料的特性 ,并将它们的特性作了相应的比较 ,阐述了复合FRP/PVC材料用于气垫船上的优势 ,分析了目前未能得到广泛应用的原因。

玻璃纤维增强复合材料加固原竹螺栓组合节点的抗剪性能

在竹建筑结构中,最常见的螺栓连接节点经常出现顺纹劈裂。通过试验研究了包裹玻璃纤维复合布材(glass fibre reinforced plastics,GFRP)后对于不同螺栓组合节点抗剪承载力的提升效果及加固后抗剪承载力的影响因素,以期为今后工程中竹结构螺栓组合节点的设计与应用提供参考。选取无裂缝无竹节的竹筒,制备单螺栓连接、双螺栓平行连接下的原竹螺栓组合节点试件,不加固组无处理,加固组采用GFRP包裹增强,用单轴压缩试验方法加载。比较加固前后组合节点和GFRP增强节点之间的等效抗剪强度和破坏模式,得出竹筒直径、螺栓直径、螺栓端距和根数对于GFRP增强效果和极限承载能力的影响。GFRP的包裹约束使得节点避免脆性开裂,屈服应力和等效抗剪强度分别提升5.84%~28.46%和7.59%~29.77%。GFRP加固对组合节点的等效抗剪强度提升效果与螺栓直径、竹筒外径、螺栓端距正相关,与螺栓根数没有显著关系。螺栓直径和竹筒外径是影响等效抗剪强度的主要因素。GFRP包裹增强的组合节点等效抗剪强度按照Johansen螺栓屈服模型拟合计算得到的误差平均绝对值为6.4%,在工程中可以用于简化计算。GFRP包裹能有效提升原竹螺栓组合节点的等效抗剪强度,使节点破坏模式由脆性开裂破坏变为延性受压破坏。螺径、螺栓根数、竹筒外径的增大能提升GFRP加固节点承载力和GFRP的承载力增强效果,螺栓端距增大对承载力无显著影响。GFRP加固节点的承载力可以通过螺栓屈服计算模型拟合而较为准确地预测。

玻璃纤维增强线型高分子复合增韧剂改性酚醛塑料的研究

本文以线型高分子复合增韧剂改性酚醛树脂，测试了玻璃纤维增强塑料的力学性能，研究了增韧剂对增强塑料力学性能的影响，初步探讨了玻璃纤维的增强机理。结果表明，该复合型增韧剂的增韧效果优于三元共聚尼龙。非连续长纤维增强塑料的弯曲强度、冲击强度优于短纤维增强塑料。

纤维增强复合材料(FRP)筋在土木工程中的应用

纤维增强复合材料(FRP)筋材在土木工程中已经有了较多的应用,本文详细分析了FRP筋材在土木工程中的各个方面的应用,指出了FRP筋材与钢材相比存在的优点以及不足,提出了FRP筋材以后的发展方向。

碳纤维增强塑料/结构钢复合结构的电偶腐蚀试验研究

通过测量开路电位、电偶电位、电偶电流等，对某种碳纤维增强塑料与Ｑ２３５结构钢组成的复合结构在电解质中产生的电偶腐蚀问题进行了试验研究，提出了采取对碳纤维增强塑料进行表面绝缘封闭处理的方法，来消除这种电化学腐蚀。

纤维增强复合材料FRP的组分对性能的影响

简单归纳了纤维增强复合材料强度高、重量轻和耐锈蚀等优异性能,介绍了复合材料的主要组成成分(树脂和增强纤维),分析了其对复合材料性能的影响,得出了一些有指导意义的结论。

纤维增强塑料/钢筋混凝土复合构件的侧向变形效应

本文对FRP包覆RC复合构件的侧向变形效应进行初步探讨 。

纤维增强塑料FRP在土木工程中的研究与应用

FRP材料在土木工程领域已有大量的研究成果和应用实例。详细综述了FRP材料的主要性能、研究和应用现状。FRP的优良性能使其有望在土木工程中得到广泛的推广应用。