大轴压比下FRP约束混凝土柱滞回性能试验研究

以轴压比和含FRP率为基本参数,进行了4根FRP约束圆钢筋混凝土柱以及3根圆钢筋混凝土柱滞回性能的试验研究,分析了轴压比和含FRP率对构件承载力、延性、刚度以及耗能性能等的影响。

FRP约束混凝土柱发展现状简述

作为一种在土木工程中开始被广泛应用的新型结构材料,FRP具有轻质、高强、抗腐蚀和耐疲劳等优点,近年来备受国内外土木工程界的关注。简要介绍了FRP约束混凝土在土木工程中的应用,并对其研究现状进行简述,最后探讨了值得进一步深入研究的若干关键问题。

FRP约束混凝土柱的研究现状与展望

从力学性能、耐久性、对性能不足混凝土柱的修复和加固、数值模拟以及FRP-混凝土-钢新型组合柱等方面对近几年来纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱的研究现状进行了介绍,针对其中存在的问题给出了相应的建议并探讨了今后可能的发展趋势,以期促进FRP约束混凝土柱在结构工程领域研究和应用工作的开展。

FRP约束混凝土柱强度和极限应变模型的比较

收集了大量试验数据,对已有的预测FRP约束混凝土柱强度和极限应变模型进行了评估。在保持已有模型预测圆形截面试件准确性的基础上,考虑截面有效约束,提出了对FRP约束圆形截面和矩形截面混凝土柱均适用的改进的强度和极限应变模型。评估结果表明,已有模型中对强度的预测要好于对极限应变的预测。Gampione强度模型对所有试件整体预测较准确,Lorenzis极限应变模型对圆形截面试件预测较准确。与试验数据和已有模型的对比表明,该文模型预测更准确,且计算更简便,可用于实际工程中对强度和延性的预测。

FRP徐变对FRP约束混凝土柱徐变的影响分析

综述了国内外FRP约束混凝土徐变及FRP徐变的研究现状与存在的问题。基于多轴应力状态下混凝土的徐变理论及流动率法的混凝土B3徐变模型,分别考虑外包FRP布徐变及忽略其徐变对约束混凝土柱徐变的影响,建立了FRP约束混凝土短柱在轴向荷载作用下的徐变计算模型。利用此模型对计入FRP的徐变与忽略FRP徐变的计算结果进行了对比分析,结果表明考虑FRP徐变与否计算出的理论值有一定差异。与5组试验数据相对比,考虑FRP徐变的理论值更接近于试验值。

FRP强约束混凝土配筋柱稳定承载力的试验研究

通过长细比Lb为4.5～17.5的6根截面经圆弧化处理、外包FRP后的矩形截面的钢筋混凝土柱的轴心受压试验,研究了长细比对稳定承载力的影响。结果表明:长细比对FRP约束混凝土柱的稳定承载力影响远比螺旋配筋柱和普通钢筋混凝土严重,但当长细比不大于17.5时,其稳定承载力仍比未包裹柱高20%(约束比ξ=0.188)以上。讨论了影响稳定系数φ的因素,给出了稳定系数的参考值,可供工程设计人员参考。

FRP约束圆形和矩形截面混凝土柱应力-应变关系统一计算模型

将FRP约束混凝土柱应力-应变关系曲线以转折点为界分为两段,根据曲线的边界条件分别确定这两段曲线模型的计算公式,通过对FRP约束混凝土在平面应变条件下的力学分析,并考虑截面有效约束的影响,推导出转折点应力、应变的计算公式,通过对已有模型的分析比较和对试验数据的回归分析得出极限应力模型,根据能量平衡推导出极限应变的计算表达式,最终得到FRP约束圆形和矩形截面混凝土柱应力-应变关系统一计算模型.计算结果与试验数据的对比表明,根据本文模型计算的曲线与试验所得曲线吻合较好.

基于数值试验的FRP约束混凝土圆柱轴压性能研究

纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱(FRP Confined Concrete Column,简称"FCCC")具有承载力高、延性好等优点,目前以试验为主要研究方法,很难对其截面尺寸、混凝土强度等级及FRP层数等参数进行全面研究。首先对FCCC轴压性能的试验和数值模拟研究现状进行了归纳总结,然后基于Drucker-Prager弹塑性本构建立有限元模型,并通过现有试验结果验证了该模型的正确性;采用该有限元模型研究了截面直径为150 mm^750 mm,混凝土强度等级为C30~C80以及FRP层数为1层至5层的不同FCCC的轴压性能。结果表明:FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着混凝土强度等级的提高而分别提高和降低;混凝土强度恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着FRP约束量的增加而提高;混凝土强度和FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力随着直径的增大而减小。通过数值试验的方法较全面地研究了不同参数对FCCC轴压性能的影响,可为FCCC受力性能的进一步研究和工程设计提供参考。

FRP约束混凝土轴心受压短柱承载力计算分析

本文通过采用混凝土三轴应力Ottosen破坏准则及本构关系对FRP约束混凝土柱受压过程进行计算及分析 ,发现当组合构件应力超过混凝土抗压强度不多时核心混凝土已达到破坏条件。但由于FRP的约束作用整体承载力仍可有很大提高 ,此时混凝土主动承载力对组合承载力的贡献应小于 fc,故引入混凝土抗压强度折减系数k1 。

FRP约束钢管混凝土柱轴心受压极限承载力

应用第四强度理论和三向应力状态下的混凝土破坏准则推导出了约束钢管混凝土柱轴心受压的极限承载力计算公式,并分析了工作机理。算例表明,在钢管混凝土柱的外围设置横向约束件可以提高钢管混凝土柱的承载力。推导出的计算公式为约束钢管混凝土柱的设计提供了理论依据。

FRP管约束混凝土柱抗侧向冲击能力实验

针对FRP管约束混凝土柱的抗侧向承载能力进行了系统研究,通过在FRP管约束混凝土柱的侧向施加静压载荷,对实验结果分析可知:在不同FRP管壁厚、纵横向纤维比例以及填充混凝土与否的情况下,FRP管柱以及FRP管约束混凝土柱试件呈现完全不同的破坏模式.由实验得出的应力-应变关系曲线和FRP混凝土柱所能承受的最大静压载荷数据,可以作为进一步对动态冲击下FRP混凝土柱的研究基础.

FRP约束混凝土快速荷载下的强度计算

通过42个不同包裹条件下的FRP约束混凝土圆柱体试件静载和在不同应变速率下的试验,研究FRP约束混凝土快速荷载下的强度.结果表明,FRP约束混凝土在快速荷载下的强度随着应变速率的增加而提高,与对数应变速率呈线性关系,其斜率α与约束比ξ有关,α随ξ的增加而增大.拟合了FRP约束混凝土快速荷载下的强度计算公式,计算结果与试验值吻合较好,为FRP约束混凝土合理应用于混凝土结构抗震加固提供了参考依据.

RP约束混凝土柱徐变特性的理论分析

提出了FRP约束混凝土的徐变分析模型和计算方法 ,分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含FRP率、FRP强度和混凝土强度等因素对徐变特性的影响规律。然后提出考虑徐变影响后的FRP约束混凝土在轴心受压时的应力 -应变关系模型 ,在此基础上 ,利用数值方法计算出FRP约束混凝土轴心受压构件考虑徐变影响的荷载 -变形关系全过程曲线 ,并分析了轴压比、长细比、含FRP率。

FRP约束混凝土快速荷载下应力应变关系初探

在四种不同约束比下FRP(fiberreinforcesplastic)约束混凝土柱静力性能试验的基础上,选定一种约束比,进行了FRP约束混凝土柱在三种应变速率下的快速加载试验,研究其在快速荷载下的力学行为。结果表明,FRP约束混凝土在快速荷载作用下,其强度与极限应变随应变速率的增加而增大并与对数应变速率成较好的线性关系,其应变速率敏感性远高于无约束混凝土,且应力应变关系曲线大致呈一条平滑曲线。根据试验结果拟合了FRP约束混凝土在快速荷载下强度与极限应变的经验公式,并对其应力应变关系进行了初步探索。

CFRP约束钢管混凝土柱偏压力学性能研究

本文阐述了近期对CFRP约束圆形钢管混凝土柱的偏压性能的试验研究成果。总共制作了6个试件,研究参数为偏心距,试件长径比均为5,钢管径厚比为100,每个参数制作2个相同试件。通过偏心加载试验获得试件荷载-变形曲线、荷载-挠度曲线等,并基于试验结果分析了CFRP约束钢管混凝土柱的偏心受压工作机理。最后,对Jiang和Teng提出的CFRP约束钢筋混凝土柱偏压柱子分析模型进行修改,利用数值模型计算出试件的荷载-挠度曲线,并将其与试验测得的数据进行对比,验证了该模型的合理性。

间隔包裹FRP约束长龄期混凝土圆柱的徐变变形分析

建立了间隔包裹FRP布约束长龄期混凝土短柱在轴向荷载作用下的徐变模型,模型建立的基础是多轴应力状态下混凝土柱的徐变理论及基于流动率法的B3模型,考虑了紧箍力和FRP本身的徐变作用对FRP约束混凝土徐变的影响。在此基础上,计算出了时间—应变的关系曲线,并提供了算例。

基于数值试验的FRP约束混凝土圆柱轴压性能研究

纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱(FRP Confined Concrete Column,FCCC)具有承载力高、延性好等优点,目前以构件试验为主要研究方法,很难对其截面尺寸、混凝土强度等级以及FRP层数等参数进行全面研究。本文基于Drucker-Prager弹塑性本构建立有限元模型,并通过现有试验结果验证了该模型的正确性;采用该有限元模型研究了不同截面直径、混凝土强度等级以及FRP层数对FCCC轴压性能的影响。结果表明:FRP层数恒定时,FCCC轴向承载力和延性随着混凝土强度等级的提高而分别提高和降低。混凝土强度恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着FRP约束量的增加而提高。混凝土强度和FRP层数恒定时,FCCC轴向承载力随着约束混凝土柱直径的增大,其约束对强度的提高作用逐步减小,极限应力减小。本文通过数值试验的方法较全面研究了不同参数对FCCC的轴压性能的影响,可为FCCC受力性能进一步研究和工程设计提供参考。

FRP组合桥梁结构抗震性能研究

参照一座钢筋混凝土(RC)三跨预应力简支梁桥设计了一座FRP组合结构桥(FRP桥)。该桥由GFRP管约束混凝土墩柱(CFFT柱)和FRP-混凝土组合桥面所组成。基于OpenSees计算平台,分别选用一条远场地震记录和近场地震记录对RC桥和FRP桥进行了非线性时程分析。在均满足规范要求的前提下,FRP-混凝土桥梁的质量和刚度均小于RC桥梁,其竖向变形大于RC桥梁,自振频率高于RC桥梁。在顺桥向和竖向地震共同作用下,FRP-混凝土桥梁的位移反应、支座变形、内力、截面应变等均小于RC桥。

新型FRP-混凝土-钢管组合柱抗震性能研究

简要介绍了一种新型的FRP-混凝土-钢管组合构件,结合FRP约束混凝土柱抗震性能的研究进展, 探讨了这种新型组合柱抗震性能研究中着重需要解决的一些问题．

圆形纤维增强塑料缠绕混凝土柱在持续轴向压缩下的面向设计的模型分析（英文）

目的:在实际工程服役过程中,纤维增强塑料(FRP)约束混凝土柱在遭遇极限荷载前往往已经经历了长时间的轴压荷载作用。因此,相比其短期力学性能,本文旨在研究FPR约束混凝土柱在长期荷载作用后的力学性能。创新点:1.考虑长期轴压荷载作用,提出一种轴压作用下圆形截面FRP约束混凝土柱的长期变形分析模型;2.提出了长期轴压作用后的FRP约束混凝土本构模型,从本构关系的角度描述两个方面的影响机理。方法:运用混凝土和FRP徐变的长期变形分析迭代计算方法(图3)。结论:1.提出的长期变形分析模型实现了对FRP约束混凝土柱任意目标时刻的应力和应变状态的高效、准确预测;2.将提出的本构模型嵌入有限元软件中,有效地实现对长期轴压作用的考虑;3.基于Open Sees有限元软件,验证了长期变形分析模型和本构模型的有效性和准确性。