FRP带肋筋粘结性能试验研究

为了研究FRP筋与混凝土间的粘结力构成、粘结的工作原理以及粘结强度的影响因素,针对30种不同肋参数的GFRP带肋筋,进行GFRP带肋筋粘结性能的拉拔实验,通过FRP筋与混凝土构件粘结滑移机理、粘结滑移本构模型,系统地研究GFRP带肋筋与混凝土的粘结性能.研究结果表明:在FRP带肋筋混凝土构件的拉拔试验中会出现筋的剪切滞后现象,FRP带肋筋的粘结强度随筋直径的增大而减小.同时在凸肋和混凝土之间发生楔块效应,FRP带肋筋与混凝土之间的粘结强度主要影响因素为FRP带肋筋表面凸肋与混凝土的胶着力、咬合力.对以后FRP带肋筋的生产及实际应用提供参考依据.     

高温下FRP筋与混凝土的粘结性能

为研究FRP筋与混凝土在高温下的粘结性能,对表面喷砂的GFRP、BFRP筋混凝土进行了高温下的拉拔试验,得到20～350℃温度范围内粘结强度及滑移曲线随温度的变化规律.试验结果表明,高温下FRP筋与混凝土粘结性能的衰减集中出现在树脂的玻璃软化温度区间,结合材料热分析的试验结果,本文提出了FRP筋与混凝土的粘结强度随温度的衰减模型,该模型以树脂玻璃化温度t和热分解温度n为控制参数,具有较强的通用性并可应用于其他树脂材料和纤维类型的FRP筋中.高温中FRP筋与混凝土的粘结破坏模式为FRP主筋与喷砂层间的界面剥离破坏,根据高温下二者粘结受力的特点,本文首次提出了高温中FRP筋与混凝土的四阶段粘结滑移模型,该模型以常温下的CMR、mBEP模型为原型,通过回归高温拉拔试验的变化规律以得到模型中的各项参数.经验证该滑移模型与常温及高温拉拔试验结果具有较好的吻合性,可指导应用于FRP筋混凝土构件的抗火设计中.     

纤维增强塑料筋与混凝土粘结性能研究

纤维增强塑料是一种高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳的新型复合材料,近年来,纤维增强塑料代替钢筋与预应力钢筋被广泛应用与混凝土结构之中,本文通过对12个150mm×150mm×150mm混凝土与GFRP筋粘结试件的试验研究,研究了GFRP筋直径及混凝土强度对粘结强度的影响,总结了粘结性能随埋长、纤维类型及表面形式的变化规律.     

玻璃纤维增强塑料（GFRP）锚杆粘结性能的影响因素分析

通过对国内外大量拉拔试验和梁式试验得到GFRP筋与混凝上粘结性能试验结果的调查分析,探讨了GFRP筋的表面形状与表面处理方法,GFRP直径、GFRP埋入长度、混凝土强度等级与使用环境等因素对GFRP筋粘结强度的影响,指出了FRP筋的粘结滑移关系模型与粘结长度计算公式的特点与应用条件.分析表明：①粘结强度随着肋间距的增大先增加后下降,随着肋高度的增大也是先增加后下降,随着肋宽度的增加而增大;GFRP筋的粘结强度随着埋入长度的增加而降低,随着混凝土强度的提高而增加;GFRP筋在使用环境中性能的劣化使得其与混凝土粘结强度降低.②试验方法与试件没有统一标准,GFRP锚杆粘结性能研究缺少大量实验数据的支撑.     

GFRP筋加强混凝土的粘结性能研究

采用拔出试验研究分析了玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋和呋喃混凝土、普通水泥混凝土之间的粘结性能，比较了对GFRP筋表面进行不同方法处理后的拔出强度，并对GFRP筋加强呋喃混凝土梁进行了弯曲试验分析，结果表明当对GFRP筋表面进行缠绕纤维等处理后它与混凝土之间的粘结强度将得到较大提高，相对于普通混凝土来说GFRP筋与呋喃树脂混凝土之间具有更好的粘结性能，并且在粱中使用GFRP筋代替普通钢筋可以使梁承受更高的破坏荷栽和更好的防腐性能。     

纤维对GFRP筋与混凝土粘结及锚固性能的影响

为了研究结构型纤维对GFRP筋与混凝土粘结性能的影响,对36个中心拉拔试件进行试验,主要变化参数为纤维掺量和粘结长度。考虑结构型纤维对GFRP筋与混凝土基体粘结性能的改善作用,改进了ACI 440.1R-06中GFRP筋与混凝土之间锚固长度的计算公式。研究结果表明:掺加2~6 kg/m3的结构型合成纤维,可使GFRP筋与混凝土基体的极限粘结应力提高12%~35%;纤维掺量相同的情况下,极限粘结应力随粘结长度的增加而降低。将改进公式与不同规范中GFRP筋锚固长度公式的计算结果进行对比,建议的公式能够较为合理地反映结构型纤维对GFRP筋与混凝土粘结性能的影响。     

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.     

玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与超高性能混凝土(UHPC)之间的粘结性能，故基于相关文献中153个拉拔试验和42个梁式试验的数据，系统分析了FRP筋直径、相对粘结长度、相对保护层厚度、超高性能混凝土抗压强度、FRP筋表面形态和试验方法对玻璃纤维增强复合材料筋粘结强度的影响规律，通过回归分析和区间预测提出了超高性能混凝土中玻璃纤维增强复合材料筋与粘结强度和锚固长度的计算公式。对比分析了已有FRP筋与普通混凝土之间的粘结-滑移本构模型，基于CMR模型提出了绕肋玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型的计算公式。上述公式计算结果与试验结果均吻合良好，并可为工程设计及后续研究提供依据。     

不同表面形态的黏砂变形GFRP筋与混凝土之间的黏结性能

基于27个Losberg拉拔试验,对不同表面形态的黏砂变形玻璃纤维(GFRP)筋与混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与混凝土之间的黏结应力-滑移(τ-S)曲线可分为上升段、下降段和振荡段3段,其中上升段又可分为微滑移段和滑移段;黏砂变形GFRP筋的肋间距越大,则相应的τ-S曲线振荡段波谷之间的距离也越大;对于2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋(Aslan-1和Aslan-2),其破坏模式包括拔出和劈裂2种;黏砂变形GFRP筋试件的黏结强度约为钢筋试件的84.2%～98.6%;相比于黏砂变形Aslan-1 GFRP筋,Aslan-2 GFRP筋黏砂颗粒较细,且分布更均匀,黏砂层略厚,与混凝土之间的黏结强度略高10%左右;随着筋直径的增大和混凝土强度的降低,2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋试件与混凝土之间的黏结强度均有所降低.     

蒸养混凝土中GFRP筋微观结构与抗拉性能分析

为了研究服役前蒸养养护过程对混凝土中玻璃纤维材料(glassfiber reinforced plastic,GFRP)筋抗拉强度的劣化程度,减小不同养护制度下混凝土中GFRP筋抗拉性能设计的误差,本文从微观与宏观角度分析标准养护制度(20℃)、蒸养养护制度(40℃、60℃、80℃)对混凝土中GFRP筋微观结构及抗拉性能的影响。并为减小混凝土中GFRP筋抗拉性能测试的难度及对GFRP筋裸筋耐久性研究成果的拓展,同时针对裸筋与混凝土包裹两种试验方法中的GFRP筋微观及抗拉性能进行研究。研究结果表明:不同养护制度对混凝土中GFRP筋的微观结构与抗拉强度的劣化程度随养护温度的提高而不断增大;不同养护制度对混凝土中GFRP筋抗拉强度的劣化影响与裸筋有所不同;并且不论是养护制度的影响还是试验方法的影响,都随直径的增大而有所降低。基于GFRP筋抗拉试验数据建立了与养护温度、直径同时相关的不同试验方法差异性方程,实现通过裸筋养护试验预测不同养护制度下混凝土中GFRP筋抗拉强度的衰减率。