PVC-FRP管混凝土柱力学性能研究进展

PVC-FRP管混凝土柱作为一种新型组合结构形式,结合了FRP材料高强、耐腐蚀和PVC管质量轻、延性好等优点,该结构通过PVC-FRP管对内部核心混凝土的约束效应,增强混凝土柱的力学性能。目前,国内外研究人员对不同配筋率、FRP种类、PVC管壁厚等设计参数下PVC-FRP管混凝土柱的力学性能、抗震性能及耐久性能指标的变化规律进行了大量试验研究和理论分析。其中,基于现有的FRP约束混凝土本构关系模型,推导出了适用于PVC-FRP管混凝土柱的本构关系模型。为进一步明晰PVC-FRP管混凝土柱服役时的工作机理,针对近年来PVC-FRP管混凝土柱的研究现状进行综述,并对今后研究方向提出了建议。

偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱承载力分析

对偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱破坏机理进行分析,根据弹性理论,将PVC-FRP管等效为双向复合材料管,利用应变协调条件,得出PVC-FRP管对核心混凝土紧箍力的计算方法.在此基础上,根据极限平衡条件,推导出偏心受压PVC-FRP管钢筋混凝土柱承载力的计算公式.并将计算值与试验结果进行比较,验证了理论公式的正确性.该研究为复杂应力状态下PVC-FRP管钢筋混凝土柱的受力性能分析提供理论依据.

PVC-FRP管混凝土柱组合抗压刚度理论分析

为研究PVC-FRP管混凝土柱的组合抗压刚度,应用弹性力学中的位移变分原理,对PVC-FRP管混凝土柱进行小变形下的弹性理论分析。考虑PVC-FRP管和核心混凝土径向位移和纵向应变协调,分别推导出PVCFRP管和核心混凝土的抗压刚度以及PVC-FRP管对核心混凝土套箍系数的理论计算公式。在此基础上,建立PVC-FRP管混凝土柱组合抗压刚度计算理论。分析CFRP条带体积含纤维率,混凝土泊松比以及混凝土强度等级等因素对PVC-FRP管混凝土柱组合抗压刚度的影响规律。理论计算结果与试验值吻合较好。

偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系数值分析

采用纤维模型法,编制非线性计算程序,对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系进行全过程分析,并验证该计算程序的正确性。在此基础上,利用分析程序对影响PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能的主要因素进行分析,得出FRP条带环箍间距、偏心距、FRP条带宽度、混凝土强度等级和配筋率等参数对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系曲线的影响规律,为PVC-FRP管钢筋混凝土柱在复杂应力状态下的受力分析奠定基础。

轴压PVC-FRP管混凝土柱破坏机理研究

通过12根轴心受压PVC-FRP管混凝土柱试验,分析PVC-FRP管混凝土柱的破坏形态与破坏机理,将荷载作用下PVC-FRP管混凝土柱受力过程分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段以及强化阶段。根据PVC-FRP管混凝土柱中核心混凝土、PVC管和CFRP条带三种材料的受力特点,将核心混凝土受力过程分为混凝土开裂前、混凝土开裂后和内力重分布三个阶段;将PVC管分为弹性阶段和弹塑性阶段;CFRP条带一直处于弹性阶段。在试验研究基础上,分别给出PVC管、核心混凝土、CFRP条带的应力路径。根据极限平衡条件,提出PVC-FRP管混凝土柱承载力简化计算方法。

PVC-FRP管钢筋混凝土柱轴压比限值研究

根据PVC-FRP管混凝土应力-应变模型,分析PVC-FRP管钢筋混凝土柱的力学性能。根据大小偏压界限破坏时的平衡条件,提出PVC-FRP管钢筋混凝土柱轴压比限值计算的基本假定,推导PVC-FRP管钢筋混凝土柱轴压比限值的计算方法。结果表明:PVC-FRP管钢筋混凝土柱的轴压比限值随着CFRP条带环箍间距的增加而减小;与钢筋混凝土构件相比,PVC-FRP管钢筋混凝土构件轴压比限值提高明显。

PVC-FRP管混凝土柱-RC梁节点研究现状

采用PVC-FRP管包裹的钢筋混凝土柱具有承载力高、延性和耐久性好等优点。为进一步了解PVC-FRP管混凝土柱与钢筋混凝土(RC)梁连接节点的力学性能,本文结合钢管约束混凝土柱-RC梁节点、FRP管混凝土柱-RC梁节点和PVC-FRP管混凝土柱的静力性能、抗震性能进行综述。

PVC-FRP复合管的研制

从产品设计和工艺选择两方面阐述了PVC-FRP复合管的研制过程,研制的PVC-FRP复合管的各项技术指标均达到设计要求,符合国家标准。

轴压PVC-FRP管混凝土中长柱试验研究

通过10根PVC-FRP管混凝土中长柱轴压性能试验研究,探讨PVC-FRP管混凝土中长柱受力性能以及PVC-FRP管对核心混凝土承载力的提高效果,分析长细比对试件承载力、变形以及破坏形态的影响.试验研究表明:PVC-FRP管混凝土中长柱的受力过程经历弹性阶段、裂缝开展阶段和强化阶段;试件破坏形态表现为中部多条FRP条带被拉断,PVC管被压碎;随着长细比的增加,试件的承载力、轴向极限应变和环向极限应变逐渐减少,轴向极限应变降低的幅度比承载力降低幅度要大.PVC-FRP管混凝土中长柱的应力-应变关系曲线可以分为两个阶段:第一阶段的应力-应变曲线为抛物线,与素混凝土柱基本相似;第二阶段的应力-应变曲线为强化段,不同长细比试件强化段的斜率基本相同,试件破坏前,其应力和应变一直处于增加状态.在试验研究基础上,提出PVC-FRP管混凝土中长柱承载力和轴向极限应变的计算公式,建立PVC-FRP管混凝土中长柱应力-应变关系模型.研究结果为PVC-FRP管混凝土柱的研究和应用提供了参考.

PVC-FRP管混凝土结构实际应用的可行性研究

总结了国内外关于约束混凝土结构的研究与应用现状,指出了现有的结构体系的不足。在此基础上,提出了PVC-FRP管混凝土的研究设想,分析了PVC-FRP管混凝土结构实际应用的可行性。最后,本文对PVC-FRP管混凝土结构的发展前景作了展望。

芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点抗裂承载力研究

为研究芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点的抗裂性能,文中以芯钢管含钢率、节点配箍率、轴压比、梁纵筋配筋率和CFRP条带间距为设计参数,对11根节点试件进行低周反复荷载试验,观察其裂缝发展过程,分析各参数对其初裂荷载的影响。试验结果表明:节点在加载过程中先后经历了初裂、通裂、峰值和破坏阶段,初裂荷载约为极限荷载的40%~50%,随着节点核心区表面斜裂缝的出现,试件荷载-位移滞回曲线逐渐偏离线性。与普通节点相比,内置芯钢管可有效提高节点的初裂荷载,同时,随着节点配箍率和轴压比增加,节点初裂荷载有所提高,芯钢管含钢率、梁纵筋配筋率以及CFRP条带间距对节点初裂荷载影响不明显。最后,基于节点核心区的受力分析,引入节点箍筋影响系数,提出节点抗裂承载力计算公式,与试验值吻合良好,此外,与目前已有节点抗裂承载力计算模型对比,文中公式更适用于芯钢管节点抗裂设计。

纤维复合材料加固混凝土结构的研究进展

纤维复合材料(FRP)以其轻质、高强、抗腐蚀能力强、耐疲劳、减震性能好等诸多优点被广泛运用到土木、建筑工程结构加固中。结合国内外复合材料加固混凝土技术的进展,论述了约束混凝土的本构模型,加固混凝土结构的极限承载力、耐久性、抗震性以及纤维复合材料加固混凝土结构的机理等。并且阐述了纤维复合材料加固混凝土柱的机理。最后,论述了一种新的可用于碳纤维加固混凝土结构的粘结材料—聚脲弹性涂层,可以有效改善混凝土柱构件的承载能力、耐久性及抗震性能等。

高分子防撞护栏材料的研究进展

介绍高分子材料防撞护栏的一些优点,总结了聚乙烯护栏、聚丙烯护栏、玻璃钢护栏、聚氯乙烯护栏等几种典型高分子材料防撞护栏的研究发展现状,概述了防撞护栏的发展趋势;得出高分子材料防撞护栏众多的优点和发展方向使其将会越来越广泛地得到应用的结论。

轴压PVC-CFRP管钢筋混凝土柱应力-应变关系模型

开展10根轴压PVC-CFRP管钢筋混凝土应力-应变关系试验研究,结果表明试件应力-应变关系曲线可分为两个阶段:第一阶段为抛物线,与相同配筋钢筋混凝土柱的应力-应变关系曲线相似;第二阶段为强化段,试件应力-应变关系基本呈线性关系,随着FRP条带环箍间距的增加,试件强化段斜率逐渐减少,轴向配筋可显著提高核心混凝土柱的承载力和变形,配筋率对试件强化段的斜率影响很小。通过对试验数据的回归分析,提出试件轴压承载力和极限压应变的计算方法,并建立相应的应力-应变关系模型。

PVC/FRP复合结构界面粘合剂的研究

本文研究了PVC/FRP结构的界面粘合 。

宝钢1550酸洗PVC+FRP管道变形情况剖析与对策

针对宝钢 1 5 5 0酸轧机组酸洗循环管路选用的PVC +FRP管道多次出现的管道变形堵塞、爆裂喷酸现象 ,进行了实验及原因分析 ,结果表明 :防止管道过热 ,避免在高流速、涡流状态下使用该类管道 ,优化施工规范可以有效地防止管道变形堵塞、爆裂喷酸。

复合纤维增强塑料/聚氯乙烯泡沫复合板材料与气垫船

主要介绍了复合纤维增强塑料 /聚氯乙烯泡沫复合板 (FRP/PVC)材料和铝质材料的特性 ,并将它们的特性作了相应的比较 ,阐述了复合FRP/PVC材料用于气垫船上的优势 ,分析了目前未能得到广泛应用的原因。

基于FRP的PVC管新型组合结构柱的研究进展

主要分析一种新型的组合结构柱———FRP约束PVC管混凝土柱,通过综合分析该组合柱的基本组合形式、工作性能及其特点,归纳分析了基于FRP的新型组合结构柱的研究进展情况。

硬PVC/FRP界面胶粘剂的研制及应用

本文对PVC／FRP界面胶粘剂的粘接机理，材料选用及配方进行了探讨。

PVC／FRP复合防腐缠绕管芯模的设计

本文介绍了ＰＶＣ／ＦＲＰ缠绕制品芯模的材料结构特点、芯模受力分析和芯模的强度刚性计算。