GFRP套管钢筋混凝土柱恢复力模型的试验研究

GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)套管钢筋混凝土柱是一种新型的组合结构形式,为研究其抗震性能,对8根GFRP套管钢筋混凝土柱进行低周反复荷载作用下的试验研究。主要研究了轴压力大小、混凝土强度及FRP管与基础的连接方式对GFRP套管钢筋混凝土组合柱的变形能力和滞回特征的影响,根据GFRP套管钢筋混凝土组合柱在低周反复荷载作用下滞回曲线的特点,采用截面层纤维模型法对试件截面进行全过程分析获得骨架曲线。通过试验数据回归分析确定加卸载规则,提出了适合于GFRP套管钢筋混凝土组合柱的恢复力模型,并与试验结果进行了比较,计算模型与试验结果吻合良好。

GFRP套管钢筋混凝土柱力学性能试验研究

为了GFRP套管钢筋混凝土柱进一步的理论研究和相应技术标准的制订,本文制作2组共15根GFRP套管钢筋混凝土柱试件,进行轴压下套管钢筋混凝土长柱力学性能的试验研究和偏心受压下套管钢筋混凝土组合柱力学性能试验研究,得出了试件破坏特征、荷载-侧向挠度关系、极限承载力变化等因素的试验数据及分析结论。

不同配筋率下中空GFRP管钢筋混凝土柱的性能研究

鉴于国内外对GFRP混凝土柱已有的研究结果,提出了中空GFRP钢筋混凝土柱这一新型结构。设计3个中空GFRP钢筋混凝土柱,通过静力试验方法考察了3种配筋率下构件的受压能力。同时,结合有限元软件ANSYS对试件进行了仿真分析。结果表明,试件的承载力随着配筋率的增大而增大,但承载力的变化幅度与纵向钢筋面积的变化幅度不呈线性关系;组合柱的约束能力随着配筋率的增大先增大后减小;该新型组合柱纵向钢筋配筋率为0.9%时承载力最大,GFRP管对核心混凝土的约束能力最大。

套管钢筋混凝土柱结构的发展和展望

回顾了套管钢筋混凝土柱的发展过程。在套管钢筋混凝土柱中 ,套管用作柱中的横向增强 ,主要起约束和抗剪作用。Tomii和作者等人在 1985年首次提出套管柱的概念 ,并验证了套管柱能够有效防止柱的剪切破坏并显著提高柱的延性。随后 ,这一概念被推广到利用焊接钢管和纤维增强塑料外包壳加固既存钢筋混凝土柱。本文还展望了使用纤维增强塑料套管进行新建柱设计的研究。

中空GFRP管钢筋混凝土柱力学性能研究

GFRP管钢筋混凝土柱作为一种新型的组合结构构件,近来成为专家学者研究的热点。通过对不同中空率的GFRP管钢筋混凝土柱进行轴压性能试验和有限元数值模拟分析,研究不同中空率下混凝土柱的基本力学性能,结果表明:随着中空率的增大,GFRP管钢筋混凝土柱的承载力降低;在考虑发挥GFRP管钢筋混凝土组合柱的优点时,中空率取0.367~0.533区段,组合柱的力学性能较为合理。研究成果可为相关研究及工程实际应用提供参考。

GFRP管钢筋混凝土柱轴心受压有限元分析

利用大型有限元软件ABAQUS对GFRP管钢筋混凝土柱承受轴心压力情况进行有限元分析。选取GFRP管、钢筋和混凝土合理的本构关系,通过网格划分、定义边界条件和收敛准则建立分析模型,并对比相关试验验证该分析模型的正确性。利用该模型分析GFRP管钢筋混凝土柱轴心受压的受力性能,并讨论了相关参数对承载力的影响。

GFRP管钢筋混凝土柱偏心受压有限元分析

利用大型有限元软件ABAQUS对GFRP管钢筋混凝土柱承受偏心压力情况进行有限元分析。选取GFRP管、钢筋和混凝土合理的本构关系,通过网格划分、定义边界条件和收敛准则建立分析模型,并对比相关试验验证该分析模型的正确性。利用该模型分析GFRP管钢筋混凝土柱偏心受压的受力性能,并讨论了相关参数对承载力的影响。

FRP套管钢筋混凝土柱的研究和应用简述

纤维增强复合材料(FRP)在土木工程中的研究应用是目前国内外土木工程界研究的热点。介绍了套管钢筋混凝土柱的发展过程以及套管柱和FRP管混凝土结构的概念,总结了目前FRP套管钢筋混凝土柱的研究现状并对其今后的发展与应用进行了展望。

GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的试验研究

通过15个GFRP管钢筋混凝土长柱和1个无GFRP管约束的钢筋混凝土柱在偏心受压作用下的试验,研究了其破坏形态及力学性能,并分析了混凝土强度、长径比、偏心距等因素对柱力学性能的影响。试验结果表明,GFRP管的约束作用能有效提高柱的承载力及延性;随着混凝土强度的提高,GFRP管钢筋混凝土柱的承载力和刚度增大;随长径比和偏心距的增大,GFRP管对混凝土的约束效果降低,柱的承载力降低;平截面假定适用于GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的计算。

GFRP管钢筋混凝土短柱力学性能研究

为研究GFRP管钢筋混凝土短柱的力学性能,对14根GFRP管钢筋混凝土短柱和2根无套管短柱进行轴压试验,通过试验,分析了影响套管钢筋混凝土短柱的部分因素,试验结果表明:对于在不同受力方式下的试件,其承载力与变形能力都基本相同;GFRP管有很强的约束能力,由于GFRP管的约束,使得混凝土的强度得到明显的提高,变形能力也得到明显的增加;对于配置有纵筋的试件,既可以提高试件的承载力,又可以避免核心混凝土发生剪切破坏。

碳纤维复材网格增强玻璃纤维复材套筒加固箍筋锈蚀钢筋混凝土短柱轴压性能

通过13根碳纤维增强复合材料(CFRP)网格增强玻璃纤维增强复材(GFRP)套筒加固箍筋锈蚀钢筋混凝土(RC)短柱轴压试验,研究了CFRP网格层数和箍筋锈蚀率对箍筋锈蚀钢筋混凝土短柱荷载-轴向位移曲线、极限承载力、破坏形态的影响规律。研究结果表明:加固柱破坏时整体表现为脆性破坏;GFRP套筒加固使箍筋锈蚀RC柱极限承载力最高提升59.4%,CFRP网格作为增强材料使加固柱极限承载力最大提升87%;CFRP网格层数相比箍筋锈蚀率对加固柱的荷载-轴向位移曲线产生的影响更大,且层数越多,曲线在弹塑性阶段的强化程度越明显;采用CFRP网格包裹的加固试件极限承载力随网格层数的增加而递增,极限承载力随箍筋锈蚀率的增大,增长幅度呈现下降趋势。研究结果可以为实际箍筋锈蚀桥墩加固提供试验依据。

圆形钢套管加固混凝土柱的极限承载力(英文)

进行了33个圆形钢套管加固钢筋混凝土柱在轴心及偏心受压下的试验,研究不同初始轴压比、加固用钢套管厚度、长细比和偏心率下被加固柱的力学性能.研究结果表明,被加固柱的力学性能得到明显的改善,被加固柱的极限承载力随着长细比和偏心率的增加而降低,而初始轴压比对极限承载力的影响可以忽略.在试验结果的基础上,提出了圆形钢套管加固钢筋混凝土柱极限承载力计算的实用公式,极限承载力的计算结果和试验结果吻合良好.

GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱轴心受压试验研究

提出了GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱的复合加固方法。通过1根RC方形截面短柱和4根复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压试验,研究了GFRP套管与钢纤维砂浆复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压性能,分析了GFRP管厚度对复合加固柱的承载力、刚度和延性的影响。试验结果表明:随着GFRP管厚度的增大,复合加固柱的承载力显著提高,GFRP管厚度对轴压刚度影响较大,对试件的延性变形能力影响相对较弱;在其他条件相同的情况下,复合加固柱承载力的提高率随GFRP管厚度的增大而减小。在试验研究的基础上,建立了复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。

GFRP套管钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究

为研究GFRP套管钢筋混凝土短柱的轴压力学性能,进行了22个GFRP套管钢筋混凝土短柱和6个无GFRP套管约束的钢筋混凝土短柱对比试验。研究了影响GFRP套管钢筋混凝土组合短柱轴压力学性能的主要因素,包括GFRP套管不同的受力方式、混凝土强度、纵筋配筋率等。试验结果表明:由于GFRP套管的约束,提高了核心混凝土的强度,增大了核心混凝土的变形能力;GFRP套管在不同的受力方式下,组合短柱的轴压承载力和变形基本相同;GFRP套管内配置纵筋可提高GFRP套管混凝土短柱的轴压承载力,适当提高纵筋配筋率可改善短柱的延性。根据试验结果及现有FRP管约束混凝土轴心抗压强度计算公式,建议了GFRP套管钢筋混凝土短柱承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合。

局部加劲钢套管加固钢筋混凝土柱的研究

本文介绍了一种改进的钢套管加固现有柱的方法,将薄钢板焊接成一个环箍套管,以提高柱的抗剪强度,然后可选择不同类型的约束部件(加劲元件)焊接在可能产生塑性铰的部位,以增加柱的延性。所提出的设计计算方法通过了5根1/3比例的模型柱试验验证,试验加载条件为在0.3Af'的固定轴力下,施加水平往复荷载。试验结果表明:局部加劲钢套管不仅可以预防脆性的剪切破坏,还可以大幅提高柱的延性,可使最大侧移率超过8%。该加固方法可使方形或矩形截面混凝土柱的强度与延性得到良好的改善。

GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱轴心抗压承载力计算

通过8根组合柱的试验,分析了影响GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱的轴心受压承载力主要因素。试验结果表明,组合柱的承载力随着GFRP管壁厚度的增加而提高;内部型钢约束混凝土并与钢筋共同承担一定荷载,提高了组合柱的承载力。基于极限平衡理论和统一理论,分别建立了GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱和GFRP管钢筋混凝土组合柱的轴压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。统一理论的计算结果与试验结果更为接近,且计算公式简单。

SRPE套管钢筋混凝土短柱轴压承载力试验研究

针对西部强盐渍土/盐湖地区的钢筋混凝土桥梁墩柱的严重腐蚀问题,本文提出新材料组合结构“钢骨架聚乙烯塑料复合管(SRPE)约束钢筋混凝土柱”。为研究其轴心受压承载力力学性能,进行了12根SRPE套管钢筋混凝土短柱和2根无套管钢筋混凝土短柱的轴心受压试验,获得了试件破坏形态和荷载-应变曲线,进而分析了SRPE管公称压力等级、混凝土强度等级、体积配箍率(指按核心混凝土中的箍筋计算)等因素对试件轴压承载力的影响规律,并给出了SRPE套管钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算公式,为工程应用提供参考。研究结果表明:SRPE套管可以显著提高试件的承载力和峰值位移,承载力和峰值位移随SRPE管压力等级的提高近似呈线性提高;随着混凝土强度等级的提高,试件的承载力越高但峰值位移越小;随着混凝土强度等级的提高,试件的承载力和峰值位移的提高效果下降;随着体积配箍率的增大,试件的承载力越大,但对提高试件的峰值位移不明显。

GFRP约束RC桥梁短柱抗震性研究

本文主要对GFRP加固已建的不能满足现有规范抗震规范设计要求的桥梁短柱进行试验研究。试验证明:用GFRP加固现有的剪切桥柱是及其有效的,能够大大地提高其变形性能和那里耗散能力。

玻璃纤维和碳纤维加固钢筋混凝土框架柱伪静力试验研究

钢筋混凝土框架结构的抗震性能与框架柱的抗侧力能力直接相关,采用纤维增强复合材料对钢筋混凝土柱进行外包加固后可以大大提高柱子的抗侧承载力和抗震延性,从而提高框架结构的抗震性能。通过平面框架模型的伪静力试验,分析了玻璃纤维和碳纤维加固柱及未加固柱在水平荷载作用下的破坏形式、滞回曲线、极限荷载、骨架曲线等方面的差异,研究外包玻璃纤维和碳纤维加固对钢筋混凝土框架柱抗震性能的影响。研究结果表明,外包玻璃纤维和碳纤维钢筋混凝土柱在水平荷载作用下的极限承载力、耗能能力和延性都有较大的提高,两种纤维复合材料对框架柱的加固效果基本相同。

碳纤维增强复合材料修复震后玻璃纤维增强复合材料管钢筋混凝土桥墩柱抗震性能试验

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)修复震后玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管混凝土桥墩柱的抗震性能,对4根CFRP修复震后破坏GFRP管混凝土桥墩柱进行拟静力试验,对比修复后钢筋混凝土桥墩柱与原型桥墩柱的滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力。试验结果表明,修复后的墩柱承载力和延性指标均能得到较好的恢复甚至提高。