硫酸盐环境下GFRP管混凝土柱轴压性能演化规律

硫酸盐长期腐蚀会导致混凝土结构性能退化,纤维增强聚合物(FRP)与混凝土组合结构具有良好的抗腐蚀性能。对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)管混凝土短柱采用硫酸盐浸泡和干湿循环两种作用方式开展腐蚀试验,通过表观现象观察、质量损失测试、超声探测等,研究组合柱在硫酸盐作用下结构变化特征;开展轴压试验,测试极限承载力与荷载-应变曲线,对比分析GFRP管混凝土短柱轴压性能演化规律。结果表明:在硫酸盐环境中,GFRP管能抵抗硫酸盐的侵蚀,有效保护混凝土,确保组合柱抗压强度。硫酸盐溶液浸泡和干湿循环作用降低了GFRP管混凝土短柱的强度以及延性,且随着腐蚀时间的增加,硫酸盐干湿循环作用比浸泡作用下对GFRP管混凝土短柱造成的缺陷更多,GFRP管与混凝土协同作用略微降低。

不同加载模式下GFRP管混凝土组合柱的损伤实时监测

基于压电陶瓷主动传感技术,对GFRP管混凝土组合柱(concrete filled GFRP tube,CFGT)进行损伤监测.制作2组预埋压电智能骨料(smart aggregate,SA)的GFRP管约束混凝土短柱试件,分别进行单调和往复轴压试验,监测其损伤情况.加载过程中采集实时信号,采用小波包能量法和基于均方根偏差的损伤评判指标(damage indicator,DI)等进行损伤评估,发现小波包能量随着荷载的增大明显衰减,而损伤评判指标随着荷载的增大而增大,且在损伤达到一定程度时趋于平稳;组合柱底的小波包能量均大于柱顶的;柱底混凝土晚于柱顶破环;往复加载下的混凝土破坏先于单调加载下的.结果表明,该监测方法能有效识别组合柱在受力时的实时损伤程度,且监测信号的幅值、小波包能量、损伤评判指标均在损伤过程中表现出较好的敏感性.该方法可为该类组合柱在施工、使用过程中的实时损伤研究提供参考.

GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱轴压试验

目的研究GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和轴压力学性能,以指导工程实际.方法对7根GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱进行轴压试验,研究混凝土强度等级、截面含钢率和截面组合形式对组合短柱的破坏模式和轴压力学性能的影响,得到其荷载位移曲线;采用纤维模型法预测荷载轴向应变曲线.结果短柱内部混凝土均呈45°斜剪切破坏,柱脚钢管发生鼓曲;相同含钢率下,内置工字钢短柱比内置钢管短柱破坏更严重,极限承载力更低;短柱的荷载-位移曲线都呈双线性上升,内置钢管使短柱极限承载能力提升1.44~1.96倍,增大钢管截面尺寸对短柱极限承载力的提升效果最明显.结论内置钢管能更有效提高短柱的极限承载力,采用纤维模型法预测荷载轴向应变曲线时,引入环向极限约束面积比系数ξ,使极限承载力预测误差在5%以内,可为GFRP管约束钢骨混凝土组合构件的非线性分析提供参考.

GFRP管混凝土圆形管柱抗震性能试验研究

为了研究GFRP管混凝土柱的抗震性能,对4根GFRP管混凝土柱进行拟静力加载试验,详细描述了其破坏形态。

GFRP管混凝土圆形管柱抗震性能试验研究

从滞回性能,耗能能力,延性系数3个方面对GFRP管混凝土圆形管柱抗震性能试验研究(论文在本学报2007.1期上发表)中的试件进行理论分析。

内置钢骨GFRP管混凝土中长柱偏压承载力试验研究

对7根内置钢骨的GFRP管混凝土中长柱进行偏压试验,分析中长柱的破坏形态、荷载-侧向挠度关系曲线、荷载-应变关系曲线及挠度曲线,研究长细比、偏心距和混凝土强度对柱偏压承载力和荷载-侧向挠度关系曲线的影响。试验研究表明:在偏压荷载作用下,试件变形现象明显,破坏时,GFRP管外表面出现白纹;极限荷载后,其承载力缓慢下降,表现出较好的延性性能;内置钢骨GFRP管混凝土中长柱的荷载-侧向挠度曲线可以分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段;长细比和偏心距是影响内置钢骨的GFRP管混凝土中长柱承载力的主要因素;随着长细比和偏心矩的增大,柱的承载力逐渐降低;内置钢骨GFRP管混凝土中长柱的偏压承载力随混凝土强度的增加而增加;而偏心距的增大降低了混凝土强度对内置钢骨GFRP管混凝土中长柱偏压承载力的影响。

GFRP管混凝土组合长柱的轴心受压特性研究

GFRP管混凝土组合柱因其经济性和耐久性可适应较恶劣的环境,但目前对GFRP管混凝土组合长柱的研究较少。通过对这种组合长柱试件进行轴心受压试验与有限元数值分析,揭示不同组合形式对其受力性能的影响。结果表明,GFRP管的约束会明显提高组合长柱试件的极限承载能力,且随长细比的增大,承载力的提高幅度下降;GFRP管的纤维缠绕角度也会对组合长柱试件的轴向承载能力和变形刚度产生影响。

GFRP管混凝土组合长柱的抗震性能研究

GFRP管混凝土组合长柱因其经济性和耐久性良好,与其相关的研究与应用日渐广泛,但对GFRP管混凝土组合长柱的研究较少。通过对此种构件进行低周往复荷载作用下荷载变形特性的试验研究与有限元数值分析,揭示不同组合形式的GFRP混凝土组合长柱的抗震性能,研究结果表明：GFRP管的约束会显著增加组合长柱的极限变形能力和极限承载能力,且随长细比的增大,这种增强作用随之下降;GFRP管的缠绕方式也会对长柱的轴向承载能力和变形刚度产生影响。