基于解析方法的FRP增强混凝土梁失稳前断裂过程分析

为研究FRP增强混凝土梁失稳前断裂过程,该文基于混凝土断裂力学理论和非线性FRP-混凝土界面粘结滑移规律,建立了一个跨中裂缝导致界面脱粘的粘聚区模型,采用解析方法推导了FRP增强混凝土梁界面剪切应力、FRP拉应力以及失稳前断裂韧度的公式,为分析FRP-混凝土界面脱粘提供了一种有效的方法,并开展了动态荷载下4种不同初始缝高比(0.2、0.3、0.4和0.5)的FRP增强混凝土梁三点弯曲试验。结果表明,FRP增强混凝土梁的起裂荷载和阻裂荷载随着初始缝高比的增大而逐渐减小,但初始缝高比为0.4时,试件起裂最晚;起裂韧度和阻裂韧度不随初始缝高比的变化而变化,表现出与其他文献类似的规律,验证了断裂韧度解析解的正确性。

FRP筋再生混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究FRP筋再生混凝土(RAC)梁受弯性能,试验制作八根FRP筋再生混凝土梁(其中GFRP筋和BFRP筋再生混凝土梁的数量分别为六根和两根),通过四点弯曲试验研究再生骨料(RA)替代率与FRP筋类型对梁破坏模式、挠度和承载力等性能的影响。试验结果表明:(1)梁的开裂荷载和极限承载力均随着再生骨料替代率的增加而下降,且破坏模式也逐渐由正截面混凝土受压破坏转为斜拉破坏;(2)BFRP筋弹性模量的提高使梁的混凝土受压区高度增加,正截面承载力增加,而斜截面承载力提高较少,从而使BFRP筋再生混凝土梁发生斜拉破坏;(3)规范计算得到的FRP筋再生混凝土梁承载力安全储备略显不足,建议实际配筋率为平衡配筋率ρfb的1~1.5倍时,设计值取规范计算值的0.8倍;(4)GB与ACI挠度计算值均与试验值拟合程度较好,能很好地预测FRP筋再生混凝土梁的挠度值。

FRP加强混凝土梁延性分析

对FRP混凝土配筋梁,FRP和钢筋混合配置的混凝土梁进行了计算机仿真计算,在计算结果的基础上,着重在弯矩—曲率关系方面探讨了这两种梁的延性性能,并同钢筋混凝土梁进行了比较分析。

FRP加固混凝土梁层间应力的弹塑性分析

基于FRP加固梁的平衡微分方程和变形协调条件,对粘胶层采用双线性模型来反映其非线性变形特性,建立了加固梁层间应力弹塑性求解方程,并给出了相应的边界条件。文章对一承受均布荷载作用下的加固梁进行了层间应力弹塑性分析,分析结果表明:粘胶层的非线性特性对层间应力的分布影响主要集中在塑性区域,而弹性解高估了层间应力。

不同种类FRP加固混凝土梁加固效果试验研究

选取6根不同种类的纤维布(FRP)加固的钢筋混凝土试验梁进行研究,分析对比了用玄武岩纤维布(BFRP)、碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)加固的钢筋混凝土梁的不同加固效果,讨论了初始预损伤及不同U形箍筋的布置方式对纤维布加固效果的影响;通过试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度及纤维布应变等参数,对粘贴纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能及破坏特征进行了分析.对比研究结果表明碳纤维布加固梁的承载力和延性提高最大,玄武岩纤维布用于加固的性价比最优,初始预损伤对加固效果影响不大,而沿全梁横向布置U形锚固形式并不能有效发挥纤维布的抗拉性能.

FRP筋混凝土梁正截面极限抗弯承载力的性能研究

利用FRP筋混凝土梁截面的平衡条件和变形协调条件,给出梁的平衡配筋率;分析FRP筋混凝土梁三种破坏模式,即受压破坏、受拉破坏和平衡破坏的特性;研究FRP筋混凝土梁配筋率对其正截面极限抗弯承载力的影响,并给出其影响系数。研究表明:配筋率在一定范围内,抗弯承载力随着配筋率的增大而增大;根据配筋率的不同,探讨FRP筋混凝土梁正截面极限抗弯承载力的计算方法,建立与之相应的计算公式,并将计算结果与国内外文献中的部分试验结果相比较,且两者吻合较好。

玄武岩FRP筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过6根玄武岩FRP筋混凝土梁与6根钢筋混凝土梁静力加载对比试验,研究不同纵筋配筋率的玄武岩FRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁的受力性能,分析其承载力变化过程、破坏形态、挠度变形与裂缝发展情况。试验结果表明,玄武岩FRP筋混凝土梁载荷–挠度曲线近似为直线,但仍然具有较好的延性;开裂载荷与极限载荷相比钢筋混凝土梁略低;裂缝宽度在2.5 mm以内,且分布对称均匀,裂缝间距略大于钢筋混凝土梁;玄武岩FRP筋混凝土梁产生的挠度较大,应提高玄武岩FRP筋与混凝土之间的粘结性能,最大限度发挥玄武岩FRP筋抗拉强度高的特点。

FRP筋混凝土梁挠度与裂缝宽度计算模型分析

收集国内外218组纤维增强复合材料(FRP)筋混凝土梁受弯性能试验结果,重点研究了正常使用阶段和极限状态下梁挠度和裂缝宽度的发展规律,基于试验数据修正了FRP筋应变不均匀系数ψ与强度配筋影响系数的关系,建立了该类梁受弯挠度计算模型;深入分析了FRP筋混凝土梁受弯截面内力臂系数η、构件受力特征系数αcr对构件裂缝宽度计算精度的影响,确定η,αcr的合理取值,优化计算模型,并与规范GB 50608—2010建议模型计算值进行对比分析。结果表明:根据建立的ψ与强度配筋影响系数关系,选取η=0.88,α_(cr)=1.5得到的建议模型能够较好预测FRP筋混凝土梁受弯挠度和裂缝宽度,比规范计算结果吻合好,验证了建议模型的准确性和合理性。

FRP筋混凝土梁非线性全过程分析

根据FRP筋混凝土梁的受力性能,以数值积分方法为基础,考虑材料的特性,编制计算程序,给出其弯距与曲率、荷载与变形的关系曲线,并与算例中的试验结果相对比,且二者吻合良好;探讨两曲线在不同受力阶段的特征,并将其分为截面开裂前和截面开裂后两阶段;分析配筋率和混凝土强度对截面弯距-曲率关系曲线的影响.研究表明,在截面开裂前,配筋率对弯距-曲率的影响很小;在截面开裂后,其影响较大,随着配筋率的增加,曲线斜率越大,截面刚度越大,梁的抗弯承载力越大;混凝土强度越高,截面的开裂弯距和极限弯距越大.

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。

FRP加固混凝土梁粘结剥离破坏研究进展

纤维增强聚合物塑料(FRP)因其具有抗腐蚀、抗疲劳、强度高、质量轻等优点在工程中得到广泛应用,但是FRP加固混凝土梁常因界面剥离而发生破坏,因此FRP与混凝土两者之间的粘结性能是影响FRP与加固混凝土梁之间能否共同工作的重要因素。针对剥离破坏问题,本文从试验研究以及有限元分析法两个方面,对目前剥离试验的试验方法以及破坏形式进行了归纳,列举了国内外针对剥离破坏的试验以及对应的影响承载力的因素,并通过分析指出了在研究粘结性能领域仍存在的一些问题。

FRP筋混凝土梁受力性能

依据两组共7根FRP筋混凝土梁在两点竖向加载的试验结果,对FRP筋混凝土梁的受力过程、承载力、挠度和裂缝宽度等进行分析。比较不同类型FRP筋的受力特点和破坏机理,总结出FRP筋混凝土梁的相关设计建议。

不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

为了探讨不同种类纤维增强复合材料(FRP)增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料(AFRP)、碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明:相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土-FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.

FRP筋混凝土梁受弯性能实验的教学实践与研究

根据新型FRP筋混凝土梁受弯性能试验,设计了FRP筋混凝土受弯构件加载方案和测试方案,并在实验教学中进行了实践。FRP混凝土构件受弯性能试验教学项目的成功开发,使混凝土实验教学体系有了突破和创新。

FRP筋混凝土梁受剪承载力探析

纤维增强塑料筋取代钢筋用于混凝土结构,将彻底解决混凝土结构中因钢筋锈蚀而造成的一系列问题。为了弄清FRP筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法,在分析FRP筋混凝土梁斜截面的抗剪机理和各国规范采用的受剪承载力计算模型的基础上,探讨了FRP筋混凝土梁斜截面承载力的影响因素。

FRP片材加固钢筋混凝土梁的研究进展

80年代以来,FRP(纤维增强复合材料)作为一种高性能的新型混凝土结构加固补强材料受到科研院所和工程界的广泛关注[1]。迄今为止,国内外关于FRP片材加固钢筋混凝土结构研究的试验和理论研究已相当丰富,并在工程界得到大量实践应用。本文着重介绍了FRP片材加固钢筋混凝土梁的抗弯性能、抗剪性能、以及裂缝、刚度研究,以期为FRP片材的进一步研究和应用提供参考。

FRP筋混凝土梁斜截面破坏机理探讨

分析了集中荷载对称加载条件下FRP筋混凝土梁斜截面受力破坏过程、破坏形态,探讨了FRP筋混凝土梁斜截面的抗剪机理。采用统计分析的方法,在一定容量样本数据的基础上,研究了FRP筋混凝土梁斜截面承载力的计算。

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。

FRP筋钢纤维混凝土梁延性性能研究

以钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.0%/0)以及玻璃纤维增强复合材料筋(GFRP筋)和碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)两种筋材为试验变量,进行了6根纤维增强复合材料筋(FRP筋)混凝土构件的受弯性能试验,用以评价钢纤维体积率对FRP混凝土构件的延性提升效果。试验结果表明,随着钢纤维掺量的添加,FRP筋混凝土梁的延性指标提升了16%～48%,极限承载力提高了5%～13%,说明钢纤维的掺加对FRP筋混凝土梁的延性指标和承载力有积极作用。

三点弯曲加载FRP强化混凝土梁的破坏分析

制备了10个混凝土梁、包括8个GFRP加固梁和2个CFRP加固梁,其中部分加固梁在静海水中浸泡三个月.对上述试件进行三点弯曲加载试验,测量最大荷载、最大位移并比较加固前后和海水浸泡前后的强度.通过在梁侧面粘贴应变片,电测观察中性层随载荷的变化情况,分析粘贴FRP后对中性层的影响.由粘贴应变片的测试数据和力学模型得出FRP板轴力与混凝土界面的切应力分布,分析了其破坏行为.