纤维增强复合材料结构局部形状与环境腐蚀速率的关系研究

纤维增强复合材料(FRP)结构在外部环境作用下,不同位置的腐蚀速率并不一致,与该位置处FRP形状和环境作用有关。由于FRP结构形状多变的特点,常在梁柱交界处、FRP型材棱角处存在内凹角和外凸角,这些位置结构的腐蚀往往最为严重。本文对环境作用下FRP结构棱角处腐蚀速率的差异进行了理论分析和数值模拟。利用菲克定律下的扩散规律和有限元软件,计算了构件棱角不同角度与扩散速率的关系。定义并计算了棱角处于不同角度时的局部影响系数,结果表明,内部凹角对结构的腐蚀呈减弱影响,外部凸角对腐蚀呈放大效应。利用粒子抛射沉积与环境沉积的相似性,采用蒙特卡罗方法建立了不同粒子数目的粒子抛射沉积模型。定义并计算了角部的环境富集系数,分析发现凹角处会对环境产生汇集作用,凸角对环境分布影响相对较小。综合考虑了棱角对扩散速率的影响和环境富集的影响,定义并计算了结构形状影响系数,结果表明,结构物表面凸出和凹陷处更易受到环境腐蚀,结构耐久性设计时应考虑在棱角进行特殊防护设计。通过计算的结构形状影响系数可以为耐久性定量设计提供计算支持。     

GFRP加固砖墙抗剪性能试验研究

本文主要研究了斜向粘贴GFRP片材及其层数对于提高砖砌体墙抗剪能力的影响.证明了1)对称斜向粘贴GFRP片材可以有效的提高砖砌体墙的平面内抗剪能力,但提高幅度并不是线性增长,说明GFRP能力的发挥受到加固量的制约;2)对称斜向粘贴GFRP片材也能提高砌体结构的极限位移,明显改善其延性.并且文章初步提出了GFRP片材加固层数的影响系数Φ的取值,对以后的实际加固工程起一定的指导作用.最后本文还对GFRP片材在砌体墙上的锚固性能,以及粘贴GFRP片材的层数对锚固性能的影响进行了探讨.     

GFRP复合材料加固带壁柱砖墙抗震性能试验研究

对玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)加固带壁柱砖墙抗震性能进行试验研究。通过1片未加固带壁柱砖墙和8片GFRP加固带壁柱砖墙在低周往复荷载作用下的抗震性能试验,阐述了各试件的破坏特征;研究GFRP加固前后墙体的滞回特性、刚度及退化特性、变形性能、耗能性能等变化规律,以及加固方式、加固量和“对拉”锚固措施对加固效果的影响。研究结果表明:加固方式对墙体的刚度退化性能和变形性能影响不大,但对墙体的耗能性能影响较明显;按照本文提出的加固方式粘贴GFRP能够有效地提高墙体的极限荷载、减缓墙体的刚度退化、增强其变形能力和耗能能力;同时考虑采用混合加固方式、增大加固量、采用锚固措施三因素时,墙体的抗震性能较好。     

AFRP加固砖砌体双剪试件抗剪承载力

从HFRP加固砖砌体双剪试件的受力模型入手,从理论上分析试件的加固受力机理,推导抗剪承载力计算公式,并进行芳纶纤维复合材料(AFRP)加固砖砌体双剪试件的验证性试验研究。结果表明,所推导的理论计算公式与试验结果吻合较好。并得出影响AFRP布加固砖砌体抗剪极限承载力的主要因素是:有效发挥系数γ、摩擦系数μ和AFRP布条带轴线与灰缝方向的夹角θ。     

海水对树脂耐久性影响的分析

研究了海水腐蚀环境对树脂基本力学性能的影响。将两种树脂各25个试件置于实验室条件下的海水腐蚀环境中老化,其间每隔一定时间做拉伸试验,得到两种树脂的强度、弹性模量和伸长率对时间的变化规律,在此基础上经过拟合得到树脂的强度模型并提出强度公式。试验结果表明,海水腐蚀环境对树脂的影响比较大。     

浸渍树脂快速与自然老化试验对应关系

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。浸渍树脂作为复合材料的原料之一以及FRP与结构的粘结材料,其耐久性直接影响FRP加固结构的效果。通过对两种浸渍树脂进行快速老化和自然老化试验,在试验的基础上分析并计算了二者的对应关系。结果表明,树脂在自然环境中受各种老化因素共同的作用要比单一因素作用大得多。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁锚固方式试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中对锚固方式的研究是一个至关重要的问题。通过对两组试件共7根混凝土梁布置不同的U形箍加载试验,详细分析了不同U形箍布置的锚固效果,提出了预应力碳纤维布加固技术中U形箍的布置原则,对此项技术的设计及施工有指导意义。     

连续玄武岩纤维的工业化生产

玄武岩纤维是一种新型材料,其生产和应用已成为国内外目前研究的热点。对连续玄武岩纤维工业化生产的条件、工艺和质量控制方法予以介绍。     

结构加固用浸渍树脂与碳纤维布适配性的试验研究

本文采用四种环氧基浸渍树脂材料和三种碳纤维布制作成碳纤维增强复合材料片材,通过测试其拉伸强度、弹性模量、伸长率来研究浸渍树脂与碳纤维布之间的适配性.初步研究结果表明,树脂与纤维之间的适配性对复合材料片材的性能有很大影响.本文采用能够表征树脂对纤维浸润能力好坏的宏观指标力学性能来评价其适配性,为工程设计、施工提供依据.     

碳纤维布加固钢结构有效粘结长度的试验研究

由于腐蚀、疲劳和机械损伤,在役的钢结构中存在不同程度的缺陷和损伤.为了弥补传统钢结构加固方法的缺点,寻求高效的钢结构加固方法迫在眉睫.纤维增强复合材料(FRP)具有优异的性能,在钢结构的损伤部位粘贴FRP具有很多优势.但是到目前国内外(尤其是国内)对粘贴FRP加固损伤钢结构技术的研究和应用涉足甚少.本文对粘贴碳纤维布加固损伤钢结构的受力性能进行了研究,并对碳纤维布与钢结构之间的粘结应力分布规律进行了测量和分析,最后得出了碳纤维布加固钢结构时的有效粘结长度.