GFRP筋混凝土梁耐火性能计算方法

通过GFRP筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出GFRP筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择GFRP和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的GFRP筋混凝土梁的高温热力学模型。经与GFRP筋混凝土梁火灾试验结果的对比验证,该高温力学模型具有较高的精确性。对影响GFRP筋混凝土梁高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明,影响梁耐火性能的主要因素为梁上作用的荷载比、GFRP筋在混凝土截面的位置和受火时间。参考欧洲规范钢筋混凝土抗火性能的设计方法,提出GFRP筋混凝土构件基于力学性能的耐火设计公式。通过混凝土500℃等温线简化受火面积和GFRP筋高温强度等效换算的方式,将火灾下截面的非均匀材料力学性质转变为随受火时间变化的均匀材料,提出了不同受火时刻GFRP筋混凝土受弯构件的承载力计算式。经与有限元分析结果的对比,该计算方法精度较高,可应用于评估不同受火时刻下GFRP筋混凝土的高温承载力。     

粘结型GFRP岩石锚杆作用机理研究

用于岩体工程的玻璃纤维增强塑料（GFRP）螺纹杆锚杆属于粘结型支护结构，阐述了GFRP螺纹杆锚杆与砂浆粘结材料之间的作用机理。以GFRP螺纹杆的荷载一滑移试验曲线为基础，参考钢筋在混凝土中的粘结机理，推导出GFRP锚杆的轴向应力、与砂浆之间的粘结应力和相对滑移解析表达式，为合理选用GFRP锚杆的设计控制参数提供理论依据，     

应用玻璃纤维锚杆加固公路边坡现场试验

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型加固材料,具有良好的力学性能和耐腐蚀性能.通过拉伸条件下的强度、蠕变和温度试验,测试GFRP锚杆材料的抗拉、蠕变特征和温度效应,验证GFRP材料用于永久性加固的可行性.采用的GFRP锚杆为脆断性材料,弹性模量约40 GPa,屈服强度为400 MPa.在工作温度范围内,使用荷载条件下的GFRP锚杆材料的热稳定性与HRB335钢筋相当.在锚杆设计荷载作用下,GFRP筋未产生持续的蠕变变形.粤赣高速公路K3+728～904右侧边坡部分采用GFRP锚杆框架梁加固结构,作为永久性工程使用.通过现场观测GFRP锚杆的应力、加固边坡的坡面变形和坡体整体位移,验证GFRP锚杆作为永久性加固结构的可靠性.观测数据表明,GFRP锚杆的应力变化与加固坡体的荷载变化规律一致;在荷载的长期作用下,没有出现应力松弛现象,具有继续承担附加荷载的能力;由于弹性模量不同,GFRP锚杆的应力分布特征不同于钢筋锚杆,适宜于加固风化较严重的岩坡或类土质坡.     

GFRP筋混凝土圆截面受弯承载力计算方法

GFRP筋混凝土桩越来越多的应用于地铁车站端头井等需要后期截桩的基坑工程中,但目前其截面受弯承载力计算方法却并不完善。本文从截面受力平衡分析出发,并考虑了圆形截面特性、混凝土和GFRP筋的材料特性,推导了GFRP筋混凝土圆截面受弯承载力计算公式,能够解决GFRP筋混凝土桩的受弯承载力计算问题。通过理论分析和实例计算可知,本文推导的计算公式与现有方法相比,力学意义更加明确,能够考虑GFRP筋的弹性模量及应力状态对截面受弯承载力的影响。     

福州某商业广场GFRP自由曲面结构设计与施工

以福州某商业广场工程为工程背景,在正交各向异性GFRP层合板设计中提出一种各向异性GFRP层合板的简化计算方法,大大提高计算效率。对该项目采用BIM技术进行全过程管理,设计并开发对应的数据框架,大大提高管理与施工效率。从安装连接、主钢架安装、檩条安装、GFRP面板安装方面介绍施工过程。     

浸泡环境下GFRP管混凝土短柱轴压承载力的理论分析和试验研究

提出了基于Tsai-Hill各项正交异性板屈服准则的GFRP管屈服准则,并基于此推导出室温、水浸泡、海水浸泡环境下GFRP管混凝土短柱轴压极限承载力计算公式。通过6根GFRP管混凝土短柱轴压试验和21根有限元数值构件,验证理论计算公式的准确性,并进一步分析水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土短柱轴压性能的影响。研究结果表明:基于GFRP管屈服准则建立的室温、水浸泡、海水浸泡环境下GFRP管混凝土轴压承载力计算公式可用于计算各环境下由GFRP管约束混凝土柱的轴压极限承载力。理论计算值与数值模拟值、试验值吻合较好。水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土短柱的极限承载力以及变形性能都有影响     

GFRP筋混凝土板抗弯性能试验研究

对GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板进行试验,通过对比两者的抗弯性能,为GFRP筋混凝土桥梁面板的设计和应用提供依据。同等条件下,GFRP筋板带的极限承载力比钢筋板带小10%左右。由于GFRP筋是没有屈服点的弹性材料,其弹性模量约为普通钢筋的1/5,因此GFRP筋板的破坏模式、裂缝、变形、混凝土和筋材应变的特性不同于钢筋板。根据现行设计规范,GFRP筋板的承载力往往由正常使用极限状态决定,比较试验结果与现行规范设计值表明,受剪承载力、最大裂缝宽度和跨中最大挠度的设计公式需要加以修正。     

复合材料腰梁受弯性能的试验研究

为在基坑支护中采用玻璃纤维复合材料(GFRP)腰梁取代传统材料腰梁,进行了材料性能试验和工字形、双背槽形两种截面形式梁的受弯试验,对GFRP梁的受力性能和破坏形态进行了研究.试验结果表明,材料性能、构件的稳定性以及腹板和翼缘连接处的局部受压应是GFRP构件设计分析的主要内容.复合材料腰梁截面形式的优化选取既要考虑满足稳...     

GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力研究

应用双剪统一强度理论分析轴心受压GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱的核心混凝土及钢骨的强度,通过综合考虑GFRP套管及钢筋对核心混凝土强度的增强作用,推导出了GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力公式,将该公式计算结果与相应文献试验结果及已有公式计算结果进行了对比,结果吻合良好。在此基础上分析了材料拉压比、配筋率、混凝土强度及套管厚度对极限承载力的影响。     

GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的试验研究

针对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与珊瑚混凝土间的黏结行为研究较少,进而影响到相关结构计算及性能分析等问题,开展了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的拉拔试验研究,分析了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程和黏结-滑移曲线特征,以及相对保护层厚度、黏结长度和珊瑚混凝土材料特性等因素对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度的影响.结果表明:GFRP筋与珊瑚混凝土的黏结强度能够满足一般工程需要,GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程、黏结-滑移曲线特征、黏结机理、破坏形态与GFRP筋-普通混凝土的黏结行为较为接近;各影响因素中,黏结长度、相对保护层厚度、GFRP筋直径及表面状况对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度及破坏形态影响较大.     

GFRP-钢组合结构桥梁施工技术研究

纤维增强复合材料(FRP)桥面板是近年来在桥梁工程中应用的一种新型桥面板结构。大广高速6号立交桥为我国第一座GFRP桥面板组合结构公路桥。介绍了GFRP-钢组合结构桥梁的施工技术,包括GFRP拉挤型材的黏结,GFRP桥面板的吊装与黏结和螺栓连接件的安装工艺。解决了GFRP桥面板间的连接问题和GFRP板与承重梁间的连接问题,施工方法满足工程要求。     

不同结构组合形式的GFRP-钢组合桁架梁受力性能研究

为了研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)-钢组合结构的受力性能,根据各向异性体弹性力学理论确定GFRP材料的物理力学参数,依托淮河出海口闸区工作桥工程实例,利用ABAQUS建立基于板壳单元的桁架梁有限元模型,分析其受力特性.采用将部分应力较大的GFRP构件替换成钢构件的结构组合方案,对比分析了结构自重、跨中挠度、单元应...     

某既有空心板桥加固前后静载试验对比研究

某既有空心板桥在长期的服役过程中,在车辆荷载和环境腐蚀作用下,结构受损严重。静载试验表明其承载力已经大幅下降,不能满足现有交通运输的需求。为此,采用预应力混合C/GFRP布技术对其进行加固,开展加固前后的静载试验对比研究,结果表明:加固后桥梁承载能力得到显著提高,桥梁的强度及刚度满足规范要求,达到加固设计目标。     

Performance of strengthened hybrid structures renovated from old railway steel bridges

Structural repair or maintenance technique has been a hot issue in recent years due to the increasing aging problems of old railway bridges, which have been used beyond or approaching their design service life. A strengthening method for old steel railway bridges by integrating the new structural members was adopted in engineering practice in this context. Rubber–latex mortar, GFRP plates and rapid hardening concrete were integrated with the old steel railway bridge to increase its rigidity and reduce both stress levels and structure-borne sound levels of the old steel bridge. The purpose of the present study is to investigate the mechanical performance of the renovated hybrid railway bridge. The material test on aged structural steel, the static loading test on the strengthened bridge, and the impact hammer test on the old bridge before and after strengthening, were performed to confirm the effects of present strengthening method. Moreover, three-dimensional FE models were built to make a comparison study between the strengthened and the original steel bridge. Both experimental and numerical results indicate that the renovation method can greatly enhance the stiffness and reduce the stress levels of steel members, resulting in the extension of the service life of the old steel railway bridge. Furthermore, noise reduction effects by using concrete and rubber–latex mortar were confirmed in the impact test.     

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。     

玻璃钢在结构加固中的应用

玻璃钢 (GFRP)作为一种新型的轻质高强加固材料 ,是目前国际国内开发应用的一个热点 ,本文概述了国内GFRP在结构加固中的试验研究及应用现状 ,指出设计和施工中应注意的几个问题 ,并对其发展前景作了展望     

Design of Glass-Fibre-Reinforced Plastic Bolted Connections

Abstract: Glass-fibre-reinforced plastics (GFRP) have characteristics that make them highly attractive for light-weight military footbridges, which can be easily hand-assembled, dismantled and effectively transported on foot into remote, inaccessible regions, or in rough mountainous terrain. For this type of structure, the choice of bolted connections represents a practical type of connection for joining the major structural components. This paper discusses some of the main issues in the design of GFRP bolted connections, with three computer analyses to assist the designer. First, material properties of GFRP are reviewed. The designer has the choice of either ordering prefabricated members, with fixed fibre lay-up configurations, or specifying the lay-up optimized for a particular application. An example of how to use a program to assist in choosing the best lay-up of fibres in a GFRP laminate is given. If the connection is designed using a limit states approach, the material resistance factors need to be determined. A computer model to calculate approximate resistance factors is discussed. Finally, a computer model based on the finite element method to predict the short-term load-displacement behaviour of GFRP bolted connections is presented. The model combines two planar analyses to account for deformations in the GFRP members and the contribution of the fastener flexibility on the joint performance.     

基于可靠度的GFRP筋混凝土梁抗弯承载力设计方法

为解决混凝土结构中的钢筋锈蚀问题,采用玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber-Reinforced Polymer,GFRP)筋替代钢筋是一种行之有效的方法。由于GFRP筋的线弹性力学特性,GFRP筋混凝土(GFRP-RC)梁的弯曲破坏模式为脆性破坏(受拉破坏或受压破坏),钢筋混凝土梁的设计方法将不适用于GFRP-RC梁,因此有必要开展基于可靠度的GFRP-RC梁抗弯承载力设计方法研究。基于已有文献数据,系统收集和整理了相关设计参数的统计信息。在考虑荷载组合、配筋率、材料强度等关键参数影响的基础上,建立了3432根GFRP-RC梁的设计空间。采用Monte Carlo模拟对GFRP-RC梁抗弯承载力极限状态开展了可靠度分析。结果表明：受拉破坏时,根据《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608-2010)设计的梁的可靠指标(β=4.08~4.50)高于脆性破坏的目标可靠指标(βT=3.7);受压破坏时,根据《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB 50608-2010设计的梁的可靠指标(β=3.08~3.39)低于βT。基于上述分析,以不同弯曲破坏模式下的梁均达到(βT=3.7)为目标,校准了GFRP筋材料分项系数(γf=1.3),并改进了受压破坏控制截面的GFRP筋极限应力计算公式。     

GFRP筋拉伸力学性能试验研究

GFRP筋具有较好的力学和耐腐蚀性能,被作为钢筋的替代材料应用于岩土工程等腐蚀性很强的混凝土结构中。通过GFRP筋现场纵向拉伸试验,分析其应力与应变、变形的关系,研究其基本破坏形态,并建立不同直径GFRP筋材的抗拉强度的公式。