预应力FRP在结构应用中的技术问题探讨

本文提出了预应力纤维聚合材料在结构应用中涉及的几个技术问题,如粘结锚固、张拉应力的大小及施工工艺的选取等,通过分析比较,并结合国内外在这些方面的研究成果,得出了一些结论和建议,为今后的研究与设计提供依据.     

高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析

为了给FRP加固钢筋混凝土板的耐火性能研究提供数值计算方法,实现FRP加固板高温下的热-力学耦合分析,在合理选取混凝土、钢筋及FRP材料力学性能参数的基础上,编制了FRP加固板高温下的非线性有限元分析程序,程序的有效性得到了已有试验结果的验证.基于程序对薄涂型防火涂料厚度、载荷比、混凝土板纵筋配筋率、FRP加固量、混凝土板厚及钢筋保护层厚度等对影响加固板跨中位移的相关参数进行计算分析.结果表明:防火涂料厚度、火灾载荷比以及FRP加固量对加固板耐火性能有显著影响;混凝土板厚及钢筋保护层厚度也对火灾下的加固板挠度产生影响;而跨中挠度随混凝土板纵筋配筋率的变化不明显.     

插入式钢次梁节点试验与有限元分析

近年火力发电厂引入了1种新的钢一混凝土组合结构,即型钢直接插入混凝土主梁作为次梁承担荷载。根据某实际工程,采取1：2缩尺模型,设计2组4个节点,对600mm和900mm不同混凝土梁高,有无锚筋情况进行试验研究。研究表明：该节点形式下钢梁端部的最大约束弯矩约为60kN·m;锚筋对结构无明显影响;当梁高较小时混凝土主梁发生剪切破坏,当梁高较高时,钢次梁发生受弯破坏。对该结构进行有限元参数分析,结果表明：混凝土主梁高700mm为2种破坏临界值;抗剪键刚度、楼板厚度对结构承载力有明显影响;锚筋尺寸对结构影响不大;插入端部翼缘宽度对结构有一定影响,但规律不明显。     

注胶修复混凝土框架结构模型振动台试验

以相似比为1∶4的双跨8层混凝土框架模型为试验对象,按照8度多遇(0.084g)、8度基本(0.24g)、8度罕遇(0.48g)以及8度半罕遇(0.612g)的顺序,分四个阶段对模型结构进行模拟地震试验,框架模型损坏后,对框架损伤区域的裂缝进行环氧树脂注胶修复,然后对框架模型输入与初次振动台试验相同的工况进行再次振动台试验,并比较混凝土框架模型在初次振动台试验、再次振动台试验中动力特性指标的变化特点,注胶修复前、后的不同水准地震作用下混凝土构件开裂、压碎等破坏形态以及模型结构层间刚度;将试验结果推算至原型,比较原型层间位移角等指标,以此评价注胶修复技术修复混凝土框架结构的有效性。试验结果表明,采用的环氧树脂注胶修复技术可以有效地修复震损后的混凝土框架结构。     

环氧树脂修复混凝土裂缝的断裂试验研究

对6个混凝土试件进行楔入劈拉试验,劈裂后采用环氧树脂注胶技术修复试件,然后再次对试件进行楔入劈拉试验,对比两次试验中试件的破坏界面和断裂参数.结果表明：修复后试件破坏界面未发生在黏结界面;试件起裂韧度平均增幅为4706%,失稳断裂韧度、断裂能也有所提高,这说明注胶修复技术能够有效推迟裂缝的再开展,改善混凝土的断裂性能.建议将起裂韧度作为评定注胶修复效果的断裂参数,研究成果可为注胶修复混凝土结构的工程应用提供依据.     

钢次梁插入混凝土框架梁试验研究与力学分析(上)

进行了2个钢次梁锚入混凝土框架梁(4种不同形式节点)和1个悬挑钢次梁锚入混凝土框架梁静载试验,结果表明,钢梁端部的弯矩与剪力引起混凝土梁顶面受弯裂缝、侧面剪、扭斜裂缝,导致钢梁上部区域拔出引起节点锚固失效破坏;由于缺乏楼板及其配筋的约束作用和钢次梁悬链线效应的有利影响,悬臂钢梁承载力小于普通试件;600 mm高框架梁试件的钢梁端部嵌固能力比900 mm高框架梁试件小。本文提出节点应变分布模型,水平与竖直方向的内力分开考虑分析节点内力;研究了不考虑水平力的节点承压破坏的弯剪相关性,表明无量纲弯矩和剪力呈线性关系;分析了弯矩、剪力变化与板中钢筋达屈服、框架梁边缘混凝土压坏的应力状态关系,给出了有实用价值的内力计算公式及设计方法。     

超高延性水泥基复合材料(UHDCC)的疲劳性能试验研究

UHDCC作为一种具有应变硬化和细密裂缝特性的的超高延性纤维混凝土,在长期承受疲劳作用的桥面连续构造上有良好的应用前景。通过6根UHDCC四点弯曲梁的疲劳试验,对UHDCC的疲劳性能进行了研究。试验结果表明:①在疲劳荷载作用下,UHDCC材料具有明显的多缝开裂和延性破坏特征,随着应力水平的上升,裂缝数目也明显增加。②在相同的疲劳应力下,UHDCC材料的疲劳寿命远大于普通混凝土;在200万次疲劳寿命要求下,UHDCC材料的疲劳强度是普通混凝土的3倍以上。     

玄武岩纤维加固震损混凝土框架节点承载力计算分析

对5个不同损伤程度的框架节点采用玄武岩纤维加固后进行低周反复荷载试验。考虑混凝土框架节点受损修复后初始损伤的影响,提出构件修复后混凝土承载力折减系数;基于现行设计规范,建立玄武岩纤维加固混凝土框架节点考虑构件初始损伤的承载力计算公式,为震损混凝土构件的加固设计提供参考。     

基于纤维模型的火后钢筋混凝土框架构件性能模拟

对钢筋混凝土框架整体结构中梁、柱、板构件截面进行离散,并对高温损伤后构件(梁、板)截面中的纤维赋予相应温度的材性,对板采用分层壳单元模型,并赋予每层单元相应温度的材性,使受损构件和非受损构件结合组成整体框架结构。利用SAP2000方便快速的建模功能,然后导入ABAQUS中,利用其强大的非线性分析功能进行高温后框架整体力学性能的分析。通过对比发现:荷载—位移曲线、应变等与试验结果吻合较好,表明该方法可靠。借助这种方法,进一步进行了悬臂梁、框架梁火后的应变比较和荷载位移曲线比较并探究其规律,结果表明:翼缘对悬臂梁的承载力和刚度的提高幅度较大,翼缘对框架梁的影响较小。