纤维增强塑料筋的性能与发展

本文详细介绍了纤维增强塑料筋（Fiber Reinforced Plastic Rebar，简称FRP筋）在国内外的发展概况及其基本物理力学性能，指出了目前的纤维增强塑料筋及其混凝土构件力学性能研究中存在的问题。     

纤维增强塑料筋混凝土梁受弯性能的计算方法

在试验研究的基础上，结合纤维增强塑料筋混凝土梁的受弯破坏特点，探讨了纤维增强塑料筋混凝土梁的非线性全过程数值分析方法。通过对受压区和受拉区混凝土应力－应变关系曲线的简化，建立了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的计算模式，提出了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的简化计算公式以及相应的荷载挠度的计算公式。将该简化方法、非线性全过程数值分析方法与试验数据进行了比较分析，三者符合较好。     

纤维增强塑料筋混凝土梁延性的计算方法

根据纤维增强塑料筋(FRP筋)及其混凝土梁的力学性能,建立了纤维增强塑料筋混凝土梁达到纤维增强塑料筋名义屈服强度的截面曲率和梁最终破坏的截面曲率的表达式.以此为基础,探讨了纤维增强塑料筋混凝土梁截面曲率延性的计算方法.结果表明,纤维增强塑料筋混凝土梁截面曲率延性系数分别随纤维增强塑料筋配筋率的减小和混凝土强度的提高而增大.     

模拟混凝土碱性环境下FRP筋的耐久性

通过碱溶液模拟混凝土内部孔隙水的碱性环境,研究了碱性环境对玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)和玄武岩纤维增强塑料筋(BFRP筋)的拉伸强度、拉伸弹性模量以及剪切强度、破坏形态等的影响。结果表明:碱溶液作用降低了GFRP筋的拉伸强度和剪切强度,降低程度与时间有关;GFRP筋在碱溶液中发生了后固化反应,GFRP筋的力学性能变化是碱溶液作用和后期固化程度综合影响的结果。碱溶液作用降低了BFRP筋的拉伸强度、拉伸弹性模量和剪切强度,随着碱溶液作用时间的增加,拉伸强度与拉伸弹性模量降低程度有增加的趋势。玻璃纤维和玄武岩纤维中的Si-O键在水分子和碱溶液OH-作用下断裂,树脂基体中的酯键在碱溶液中水解以及纤维和树脂之间的粘结界面性能的退化是GFRP筋和BFRP筋力学性能退化的主要原因。BFRP筋的耐碱性比GFRP筋差,文章给出了机理分析并对提高FRP筋的耐碱性提出了相关建议。     

混杂纤维/束高强混凝土的抗冻性

为提高混凝土的抗冻性及促进工业废料的应用,利用快冻法对混凝土试件进行冻融试验,测试冻融前后试件的相对动弹性模量（E_r）和抗压强度,研究单掺玄武岩纤维束（BMF）、双掺短切玄武岩纤维（CBF）和BMF以及在双掺的较优配比基础上继续掺加硫酸钙晶须（CSW）对高强混凝土抗冻性能的影响.结果表明：素高强混凝土（PC）在经历150次冻融循环后的E_r值为52.4%,视为冻融破坏;单掺、双掺和三掺均提高了高强混凝土的抗冻性,三掺的效果最好;当BMF体积分数为0.30%、CBF掺量为0.15%、CSW掺量为水泥质量的3%时,高强混凝土试件（CSW3CBF0.15BMF0.3）的抗冻性最佳,经历300次冻融循环后的E_r值为86.6%,仍未冻融破坏;试件CSW3CBF0.15BMF0.3在经历150次冻融循环后的抗压强度损失率仅为2.5%,远低于PC（30.9%）;CSW、CBF和BMF发挥混掺效应,多尺度阻止了高强混凝土的冻胀开裂.     

碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面受力性能

通过对六根碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面受力性能的试验研究,系统分析了梁跨中混凝土应变、钢筋应变、碳纤维布应变、挠度变化、裂缝分布、破坏形态的特点,重点探讨了碳纤维布层数、纵筋配筋率对钢筋混凝土梁受弯性能的影响.根据试验结果,提出了碳纤维布增强钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法和相应的简化计算公式.     

纤维增强聚合物基复合材料加固锈蚀钢筋混凝土圆柱轴心受压性能

为了给纤维增强聚合物基复合材料（FRP）加固腐蚀环境下钢筋混凝土圆柱的设计和施工提供参考,促进FRP加固钢筋混凝土圆柱的应用,本文通过加速腐蚀得到类似实际环境中已锈损钢筋混凝土圆柱,采用碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）条带和玻璃纤维增强聚合物基复合材料（GFRP）条带分别对锈蚀钢筋混凝土圆柱进行加固,最后对加固后圆柱进行轴心受压试验,重点研究钢筋锈蚀率、FRP层数和种类对钢筋混凝土圆柱受压承载力的影响;基于对FRP条带间隔约束效应、钢筋锈蚀对混凝土截面及钢筋力学性能影响的研究与分析,提出FRP条带间隔约束锈蚀钢筋混凝土圆柱轴心受压承载力计算模型。试验实测值与模型计算值之比的平均值为1.020,变异系数为0.063,二者符合较好。     

纤维聚合物筋混凝土粘结性能的基本问题

纤维聚合物筋与钢筋性能的差异 ,使纤维聚合物筋混凝土的粘结性能与钢筋混凝土的粘结性能存在明显不同 .根据纤维聚合物筋与混凝土之间的传力机理 ,讨论了粘结应力、纤维聚合物筋应力以及锚固长度之间的关系 ,建立了纤维聚合物筋混凝土粘结计算的基本公式 .在总结国内外已有的纤维聚合物筋与混凝土粘结滑移本构模型的基础上 ,提出了粘结滑移的连续曲线本构模型 .该模型以粘结滑移曲线的三个关键点为基础 ,物理概念明确、光滑连续 .最后 ,讨论了锚固长度的计算问题 ,建议了锚固长度的计算方法     

碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面抗裂性能研究

通过6根碳纤维布增强钢筋混凝土梁的试验研究,探讨了碳纤维布层数、纵筋配筋率对钢筋混凝土梁正截面抗裂性能的影响,建议了碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面抗裂塑性系数值和抗裂强度的计算方法.     

冻融环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱受力性能试验研究

通过碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带间隔粘贴加固钢筋混凝土圆柱在冻融循环作用下的轴心受压试验,分析冻融循环、纤维布类型对钢筋混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,经过冻融循环作用之后,FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的强度、刚度和延性均降低.在相同条件下,CFRP条带加固柱的强度与延性大于GFRP条带加固柱.引入混凝土强度、FRP强度退化模型,建立冻融循环环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的正截面受压承载力计算模型.