基于截面换算规则的FRP约束混凝土轴心抗压强度模型研究

FRP在结构补强方面已经得到了广泛的应用,有关FRP约束混凝土于圆形柱轴心抗压强度计算模型相对较为成熟。以FRP约束混凝土圆形柱应力模型的基础上,针对方柱、矩形柱截面与圆形截面的不同,对FRP约束矩形截面混凝土柱的轴心受压性能进行过程分析,基于截面面积和惯性矩相等的换算原则,提出了矩形截面转换为圆形柱的等效直径计算公式,引入了截面影响系数对极限强度进行了修正,构建了FRP约束钢筋混凝土矩形柱的极限强度模型,并应用已有的试验数据对模型的有效性和可行性进行检验,结果表明,模型计算结果与试验数据具有较好的吻合度和一致性,能够反映FRP约束混凝土矩形柱的真实特性,研究成果可作为工程实践的参考依据。     

FRP约束混凝土轴心抗压强度研究

受FRP材料约束的混凝土的轴心抗压强度是这种复合材料组成的结构构件的基本力学性能之一，许多学者对FRP约束混凝土圆柱体轴心抗压强度进行了试验研究和理论分析，提出各自的计算模型。各种计算模型有各自的特点，但用于计算时，计算结果与试验存在较大的差异。本文简要介绍了其中具有代表性的研究成果，对其计算结果进行对比分析，并和试验数据比较。在此基础上，提出了改进的FRP约束混凝土圆柱轴心抗压强度计算的简单模型，模型计算结果与大量试验结果吻合，研究成果可供工程技术人员参考。     

FRP布约束混凝土方柱轴心受压性能的有限元分析

采用有限元方法对纤维增强材料 (FRP)布约束混凝土方柱的轴心受压性能进行了分析 ,并与试验结果进行了比较。分析结果表明 ,通过合理选择有限元分析数值模型 ,可较好地预测FRP布约束混凝土柱的轴心受压性能。根据数值分析结果对其受力机理进行了探讨 ,揭示了FRP布与混凝土在轴压下的相互作用 ,为今后进行数值试验和影响因素分析奠定了基础     

FRP约束混凝土抗压强度研究进展

素混凝土经纤维增强复合材料(FRP)包裹约束后,在三向应力作用下,可提高其抗压强度。通过对碳纤维约束混凝土(CFRP)、芳纶纤维约束混凝土(AFRP)、玻璃纤维约束混凝土(GFRP)及玄武岩纤维约束混凝土(BFRP)相关试验数据的整理总结,分析了影响FRP约束混凝土抗压强度的主要因素。引入约束性能经验系数及混凝土强度影响系数的概念,推导出了统一的FRP约束混凝土标准圆柱体抗压强度计算模型,可为FRP约束混凝土的实际应用提供参考。     

轴心受压FRP约束混凝土柱承载力分析

外包纤维复合材料(FRP)约束混凝土柱,可以有效提高混凝土柱的承载力和延性.系统总结了几种较为典型的FRP约束混凝土柱的极限抗压强度和极限应变的计算方法,通过对已有大量试验研究结果的分析,指出FRP约束混凝土圆柱的性能主要取决于FRP对混凝土柱的约束效果,并引入约束效应系数(MCR),以MCR为主要参数,提出了一种新的FRP约束混凝土柱的极限强度和极限应变的计算公式,该公式的计算结果与大量试验数据吻合较好.     

FRP加固混凝土短柱的抗压强度

鉴于用力学平衡方法推导纤维增强塑料(FRP)加固混凝土圆形短柱轴心受压强度公式时,不少实验中柱破坏时FRP未达极限应变,引入了FRP强度发挥系数k,对加固后强度理论值作出了修正,给出了FRP加固混凝土圆形短柱的抗压强度公式,并将文中理论值与Demers试验实测值进行了对比。     

纤维高强混凝土轴心抗压强度的试验研究

本文进行了高强混凝土和纤维高强混凝土的抗压强度试验，研究了纤维类型和掺量等因素对高强混凝土抗压强度的影响．建议了纤维高强混凝土标准棱柱体抗压强度与标准立方体抗压强度的换算系数及轴心抗压强受的取值方法。     

约束混凝土轴心抗压强度计算方法

根据约束效果等效的原则,将方形套箍约束转化为圆形钢管约束,并根据约束混凝土的泊松效应求出了与试件极限承载力对应的钢管环向应力以及混凝土所受约束应力。在确定了约束混凝土轴压强度计算式的基本数学表达形式之后,按混凝土抗压强度和钢筋抗拉屈服强度的不同对大量方形截面轴压混凝土试件进行分类,并通过回归分析得到了与不同类约束混凝土相对应的公式参数。最后,将本方法所提公式的计算误差与其他4种约束模型进行比较。结果表明:本方法公式具有较高的计算精度。     

预测FRP约束混凝土轴压强度的新模型

国内外许多学者根据FRP材料强度计算的约束强度和约束比,提出了不同形式的预测圆截面FRP约束混凝土强度的模型,其结果彼此存在较大差异.本文在分析了大量试验资料后认为试件破坏瞬时FRP产生的有效约束应力与上述约束强度存在不同程度的差距,导致现有模型未能正确体现FRP的约束效应.鉴于FRP强约束混凝土竖向应力超过核心混凝土强度后,它与环向缠绕FRP的拉应变(应力) 间存在良好的线性关系,提出了适用于外包FRP方式,约束刚度比βj在10～150范围内,用约束刚度比βj来预测约束混凝土轴压应力和强度的新模型,以便在给定FRP容许拉应变条件下正确估计FRP约束混凝土实际应力和安全储备.     

预应力钢带约束混凝土轴心抗压强度试验研究

通过对7根预应力钢带约束方形混凝土柱和1根对比柱的轴压试验,分析钢带间距和钢带层数变化对预应力钢带约束方形混凝土柱破坏形态、承载力、延性、钢带应变等影响。试验结果表明,随钢带间距减小或钢带层数增加,柱承载力提高率越大,变形能力越强;随钢带间距减小,钢带峰值应变越高,钢带约束作用越强。结合试验结果,进一步分析钢带约束下混凝土柱的力学性能和工作机理,建立预应力钢带约束混凝土轴心抗压强度模型。根据试验数据测得的钢带有效拉应变,拟合出钢带约束下混凝土短柱轴心抗压强度计算式。     

复合方箍约束混凝土轴心受压短柱承载力计算

在现有试验数据的基础上 ,分析了轴心受压下复合方箍约束混凝土抗压强度随含箍特征值λv 和箍筋间距s的变化规律 ,提出了方箍约束混凝土轴心受压短柱承载力的计算公式 ,并给出算例。该公式适用于普通强度混凝土和高强度混凝土 (C2 0～C60 )。     

SRPE套管约束混凝土短柱轴压性能试验

针对西部盐渍土地区钢筋混凝土桥梁墩柱的腐蚀问题,提出一种新型组合结构“钢骨架聚乙烯塑料复合材料(SRPE)套管约束混凝土柱”,该新型组合结构能够彻底隔离墩柱与各种腐蚀性离子的接触。为研究其轴心受压力学性能,对12个SRPE套管约束混凝土短柱试件及3个素混凝土短柱试件进行了轴心受压试验,分析了混凝土强度等级、SRPE套管环向约束应力和膨胀剂对试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和初始压缩刚度的影响规律。根据SRPE套管环向约束应力计算方法和约束混凝土短柱抗压强度计算公式,建立了SRPE套管约束混凝土短柱轴心抗压强度计算方法。结果表明:SRPE套管约束混凝土短柱的最终破坏形态均为核心混凝土发生斜剪破坏,且随着SRPE套管环向约束应力的增高,试件的剪斜变形角逐渐减小; 试件混凝土强度等级越高,其荷载-位移曲线的峰值荷载越大,下降段更陡峭,试件的脆性越大; SRPE套管能够明显提高试件的承载力、峰值变形及延性,且随着SRPE套管环向约束应力的增大,试件各项力学性能均呈逐渐上升趋势; 提高混凝土强度等级,试件的承载力提高,但峰值变形和延性有所降低; 掺入膨胀剂(质量分数10%)使试件的承载力降低,而峰值变形、初始压缩刚度及延性则稍有提高; 所建立的轴心抗压承载力计算方法可为工程实践提供参考。     

环向预应力FRP约束混凝土圆柱应力应变关系

环向预应力FRP能够对核心混凝土提供主动约束,避免FRP的应力滞后问题,增强约束效果。在设计时若采用非预应力FRP约束混凝土的计算模型和应力应变关系模型,将会造成很大的误差。引入与环向预应力大小有关的初始约束应力和有效约束应力,并依据已有的试验数据和有限元模拟,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变的计算模型;分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的初始弹模,借鉴已有的FRP约束混凝土的应力应变关系模型,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的三线性应力应变关系模型,计算结果与试验结果吻合良好。     

FRP-钢-混凝土组合柱的研究现状

纤维增强聚合物(FRP)复合材料作为约束材料,已在组合柱中得到了大量研究与应用.其中组合形式主要包括FRP-混凝土-钢混合双管柱、FRP钢管混凝土柱以及FRP型钢混凝土柱.通过回顾和总结近几年国内外对于上述3种组合柱的研究成果,详细分析了组合柱的力学性能,并研究了各种组合柱的受力特点及组合柱中FRP、钢和混凝土3种材料之间的相互作用机理.结果表明:虽然针对FRP-钢-混凝土组合柱已进行了大量试验研究,但理论研究尚不成熟,今后的研究应基于理论分析与试验研究相结合,对FRP-钢-混凝土组合柱进行透彻研究,同时还需有效结合3种材料进行截面设计,从而提高组合柱的力学性能.     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力 应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明:模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

FRP约束木柱轴心抗压性能的弹塑性分析方法

进行了FRP(环向)约束木柱的轴心抗压性能试验,结果表明,FRP约束木柱可提高木柱的抗压承载力,改善木柱的延性,使木柱轴向极限抗压强度提高达15%左右.在Tsai-Wu强度准则的基础上,建立了三向受压木柱的屈服准则及屈服发展方程.根据内力平衡和应变相容的原理,提出了FRP约束木柱在轴心受压时的增量应力-应变计算模型;根据FRP约束木柱受压破坏机理,即达极限应力时,FRP中的拉应变远小于其极限拉应变,提出了FRP约束木柱在极限抗压强度时的应力-应变计算公式,并将之作为计算模型程序运算的结束条件;极限抗压强度之后的FRP约束木柱应力-应变曲线接近水平线,可近似为理想塑性.试验结果表明,所建计算模型精度较好.     

钢管高强混凝土柱轴向受压承载力试验研究

22根钢管高强混凝土柱的轴向受压试验结果表明 ,钢管高强混凝土短柱的轴向受压破坏为剪切破坏 ,长柱的破坏为弯曲破坏。根据试验和有关文献的结果 ,提出了混凝土强度等级不大于C80、套箍指标不大于 1 1的钢管高强混凝土柱的轴向受压承载力计算公式 ,以及长柱轴向受压承载力折减系数计算公式     

碳纤维布约束混凝土的受力性能分析

本文就碳纤维 (CFRP)约束混凝土柱的受力性能进行了试验研究 ,通过分析柱截面形状 (圆形、方形 )、CFRP加固量等不同因素对约束混凝土性能的影响 ,提出了便于工程应用的经验算式。依据本文的算式 ,其计算结果和试验结果基本吻合     

FRP约束混凝土柱轴心受压应力-应变模型

FRP约束混凝土的应力-应变曲线模型是土木工程的一个重要课题.结合第1段斜率、转折点坐标、第3段斜率等数学特征分析了应力-应变曲线的发展过程,指出理想模型需满足的条件,并指出传统模型的不足.提出了一个复合指数-直线模型,该模型对强化型和软化型曲线都适用,满足理想模型条件,克服了传统模型的缺陷.给出了模型参数的求解思路.对比分析表明新模型拟合结果与实测数据吻合良好,具有广泛的适用性.