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约束混凝土柱抗震性能若干问题的探讨

基于实验研究和理论分析结果,对纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱抗震性能研究中存在的若干关键问题进行了探讨,包括FRP约束混凝土构件在往复荷载作用下的受力特点、破坏特征、荷载-位移关系、弯矩-曲率关系、耗能及延性变化规律等,最后重点探讨了FRP约束混凝土柱在往复荷载作用下的刚度特性。

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。

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约束方形截面钢筋混凝土偏压长柱的试验研究

以偏心率为变化参数,共进行了8个长细比Lb为20.4的方形截面钢筋混凝土偏心受压长柱的试验,其中有4个试件沿环向包裹了单向FRP(纤维增强复合材料),另4个未包裹FRP的试件用作力学性能对比。试验结果表明,在长细比较大的情况下,FRP约束虽没有明显提高方形偏压柱的承载力,但在一定程度上改善了构件的延性,尤其是对偏心距较小的构件。当需要同时提高方形截面长柱承载力及延性的时候,建议采用双向FRP对构件进行包裹,或采取其他有效措施。

大尺寸CFRP约束混凝土方柱落锤动态冲击试验研究

采用FRP增强的混凝土柱在使用过程中,可能受到轴向冲击荷载作用,但目前这方面的研究基本处于空白.通过对7组21个大尺寸CFRP约束混凝土方柱进行落锤轴向冲击试验,研究倒角半径r对约束柱抗冲击性能的影响.试验获取了锤头冲击力时程曲线、压缩变形时程曲线、FRP表面关键点的应变时程曲线和整个破坏过程的高速影像等信息.试验结果表明,CFRP约束混凝土方柱的破坏是由试件中部倒角位置处的CFRP被拉断所导致的,试件的破坏现象与倒角半径r有关;倒角半径r对约束柱的冲击性能有显著影响,r越大,冲击应力峰值和能量密度也越大;CFRP约束混凝土方柱的动力增大系数（DIF）随倒角半径比r.的增大而减小,基本成线性关系,在1.23-1.82之间.

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.

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约束混凝土柱研究与应用中的若干关键问题

简要介绍了FRP复合材料的特点和在土木工程中的应用情况 ,最后 。

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约束混凝土柱强度承载力计算

FRP复合材料由于具有高强、轻质、抗腐蚀和耐疲劳、温度作用下稳定性好等特点 ,因而受到土木工程界的关注 ,正被越来越广泛地应用于柱结构的修复加固中 ,取得了良好的经济效益和建筑效果。为此 ,简要介绍了目前已提出的对FRP约束混凝土柱承载力的典型计算方法 ,并进行了分析 ,在此基础上 ,提出了一种承载力简化计算方法 ,计算结果和大量试验结果吻合良好 ,研究成果可供工程界参考。

双向纤维布约束加固钢筋混凝土柱的FRP锚钉设计方法研究

改造工程中既有钢筋混凝土框架结构抗震等级提高,常使柱产生弯剪压复合加固的需求.使用双向纤维布约束钢筋混凝土柱,采用FRP锚钉给予布中纵向纤维较好的锚固,使得布中的两向纤维丝可同时受拉.基于已有相关研究,提出了双向纤维布约束加固钢筋混凝土柱底FRP锚钉设计制作方法,并进行了加固柱的拟静力推覆试验验证.结果表明:使用FRP锚钉后有效避免纤维布在端部破坏,提高了纵向纤维应变水平,使得约束加固柱的变形能力、抗弯和抗剪承载力同时提高.

FRP约束方形混凝土柱轴心受压强度模型

FRP约束方形混凝土柱的侧向约束力受截面形状的影响较大,与圆形柱相比,由于拐角的应力集中导致的侧向约束应力不均匀等,使得FRP包裹方形柱的侧向约束效果明显降低。基于FRP约束圆柱体的强度公式,考虑方形柱的有效核心区、拐角效应以及等间距包裹的影响,引入对应的影响系数,建立了FRP约束方形混凝土柱轴心抗压强度新模型并与试验数据对比分析,结果表明,该模型具有良好的精度。

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强约束混凝土配筋中长柱稳定系数的研究

本文通过长细比L/ b为4.5～17.5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柱严重,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=0.198)以上.文章还通过FRP强约束混凝土的本构关系、破坏准则的选择及初始缺陷的设置等,成功地利用ANSYS有限元软件对该类柱进行了非线性分析.获得了试件截面形状和约束比ξ等因素对该类柱稳定系数ψ的影响规律,归纳了可供工程设计人员参考的稳定系数的计算公式.

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。