纤维编织网增强混凝土(TRC)研究进展

纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete)克服了普通钢筋混凝土耐久性差、抗裂性差、自重大等致命缺点,成为最有潜力的混凝土拓展应用替代材料.详细阐述了纤维编织网增强混凝土基体混合料的开发、纤维编织网与基体混凝土间的粘结,重点介绍了纤维编织网增强混凝土的力学性能及其影响因素、纤维编织网增强混凝土的耐久性、纤维编织网增强混凝土工程应用的最新进展,并在此基础上评价和展望了TRC的发展前景.     

纤维编织网增强混凝土耐久性机理和测试方法

随着结构过早失效现象的普遍发生,材料和结构的耐久性问题越来越引起人们的关注.分析了纤维编织网增强混凝土长期耐久性的破坏机理,研究了改进纤维编织网增强混凝土耐久性的方法,讨论了纤维编织网增强混凝土耐久性的试验方法.依据玻璃纤维混凝土的实际应用及前人对于玻璃纤维混凝土耐久性试验的统计结果,归纳出现有纤维混凝土耐久性试验方法的优点和不足,并且提出了应用新型材料TRC作为结构耐久性加固的设想.     

采用CFRP增强的GFRP管混凝土短柱轴压性能试验研究

通过碳纤维增强复合材料(CFRP)布对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土短柱进行不同方式的加强,制作了12个两两相同的G FRP管约束混凝土短柱试件,研究不同增强模式下GFRP管约束混凝土短柱在单调轴压及重复轴压下的力学性能.分析了试件的破坏模式、承载能力、变形能力、增强效果、应力应变曲线、塑性残余应变与卸载...     

FRP约束素混凝土短柱轴压性能的试验研究

通过对不同约束比λ＇下的19个纤维环向约束加固的方形倒角的素混凝土轴心受压短柱的试验研究，表明纤维环向约束是提高柱轴向承载力、改善延性的有效的方法，同时验证了纤维的不同类型、包裹方式、混杂纤维的不同混杂匹配对加固效果有较大的影响。本文还提出FRP约束混凝土短柱的应力-应变全曲线呈“π”状，将其破坏过程分为弹性上升、弹塑性上升、持荷（强化或软化段）、下降四个阶段，曲线的形状及曲线下面积的饱满程度反映了其变形能力的提高。     

钢管混凝土组合T形短柱轴压力学性能研究

在总结分析各种异形钢管混凝土柱工程应用的基础上,提出矩形钢管混凝土组合焊接T形柱(Weld-ing RectanguJar Composite T-shaped Concrete-Filled Steel Tubular Column,简称WRC-T钢管混凝土柱).考虑约束效应系数、长径比、肢长腹比等参数的影响,设计制作20个WRC-T钢管混凝土短柱试件,通过短柱的轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对此类短柱轴压力学性能的影响.应用大型有限元软件ABAQUS6.5进行数值模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行比较,两者符合较好.研究表明,WRC-T钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能好,便于施工;利用有限元软件ABAQUS6.5中的C3D8R单元进行实体建模可以较好地模拟WRC-T钢管混凝土短柱的力学性能.     

钢管混凝土T形短柱轴压力学性能试验研究

异形钢管混凝土柱应用于实际工程显示出良好的发展前景。本文在考虑肢厚、肢宽、管壁厚度和腹板宽度等参数的基础上,设计制作6个钢管混凝土T形短柱试件。通过轴心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-平均纵向变形曲线和极限承载力,分析各参数对钢管混凝土T形短柱轴心受压力学性能的影响。参考国内外有关矩形钢管混凝土柱承载力的计算理论和计算方法,在分析试验数据的基础上,建立了钢管混凝土T形短柱轴心抗压极限承载力计算公式,公式可供实际工程设计参考。     

新型方钢管混凝土分体短柱轴压受力性能

目的设计一种新型方钢管混凝土分体短柱(简称分体短柱),研究其破坏过程和受力性能,以便为分体短柱轴心受压设计提供理论依据.方法拟以分体短柱的套箍系数、截面形式、混凝土强度等级、分体短柱含钢率为试验参数,设计了8根方钢管混凝土短柱,并对其破坏形式和特征、其荷载-应变关系曲线、肋板的荷载-应变关系曲线以及承载力的敏感影响因素进行深入的研究.结果分体短柱和普通方钢管混凝土短柱(以下简称普通短柱)相比较破坏时受力相对均匀,呈现多处鼓曲.普通短柱后期承载力约为分体短柱的78%~82%.当分体短柱核心区混凝土强度由C30提高到C60时,其屈服强度提高约35%,荷载-应变关系曲线有明显的下降段.当含钢率由0.10提高到0.16时,其后期承载力约提高30%.套箍系数由1.02提高到1.80时,其后期承载力约提高30%.结论混凝土强度能够明显提高分体短柱极限承载力,但试件塑性变形能力降低.含钢率、套箍系数对承载力提高和塑性变形能力改善均有明显的作用.     

圆形薄壁钢管混凝土柱轴压性能的试验研究

制作了8根薄壁圆形钢管混凝土柱试件,进行了薄壁圆形钢管混凝土柱的轴心受压试验,考察径厚比、长径比和环箍等因素对其受压性能的影响。对试验现象、破坏形态进行了描述,量测并分析了试件的极限承载力、钢管壁的纵向与横向应变。研究结果表明,圆形薄壁钢管对核心混凝土有着较好     

纤维增强复合材料加固混凝土柱的研究进展

基于纤维增强复合材料（FRP）约束混凝土柱的相关研究,从FRP约束混凝土柱的应力-应变关系、轴心受压和偏心受压力学性能、抗震性能以及有限元数值模拟等几个方面,对FRP约束混凝土柱的研究现状和各方面的相关控制因素进行了系统阐述,重点分析了FRP侧向约束强度、刚度、FRP类型、柱截面形状、未约束混凝土强度、倒角半径、截面长宽比等因素对约束效果的影响,为FRP加固混凝土柱的进一步研究提供了参考。     

FRP约束素混凝土短柱轴压性能的试验研究

通过对不同约束比λ′下的19个纤维环向约束加固的方形倒角的素混凝土轴心受压短柱的试验研究,表明纤维环向约束是提高柱轴向承载力、改善延性的有效的方法,同时验证了纤维的不同类型、包裹方式、混杂纤维的不同混杂匹配对加固效果有较大的影响.本文还提出FRP约束混凝土短柱的应力-应变全曲线呈"π"状,将其破坏过程分为弹性上升、弹塑性上升、持荷(强化或软化段)、下降四个阶段,曲线的形状及曲线下面积的饱满程度反映了其变形能力的提高.     

HFRP约束长龄期混凝土柱轴压性能的试验研究

为了研究龄期和混杂纤维布种类对加固混凝土柱抗压性能的影响规律,对碳、芳纶、玻璃、玄武岩和聚乙烯纤维层间混杂HFRP(hybrid fiber reinforced polymer)布约束长龄期混凝土柱的破坏形态、承载力和变形性能进行了试验.结果表明:1)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,大部分HFRP布约束混凝土柱抗压强度比未约束混凝土柱提高1.19~1.83倍,HFRP约束可以显著提高长龄期混凝土柱的抗压承载力;2)对于约束混凝土柱,当养护龄期超过28 d后,继续进行自然养护对其承载力的影响较小;3)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,HFRP布可以显著改善长龄期混凝土柱的变形性能,变形延性系数提高0.8~3.5倍.     

钢筋硅砂混凝土短柱轴心受压试验

目的 研究混凝土配制中添加沙漠特细砂(硅砂)后的力学性能.方法 采用沙漠特细砂替代传统混凝土配比中的细骨料形成沙漠硅砂混凝土.配制C50和C80强度等级的硅砂混凝土,开展方形和圆形截面钢筋硅砂混凝土轴心受压短柱的试验研究,并采用ABAQUS有限元软件对试验结果进行数值模拟.结果 添加沙漠风积沙后,配制C80强度混凝土时,浆体的塌落度和流动性明显降低,硬化后混凝土强度可以满足工程应用的要求;采用普通混凝土的材料模型进行数值分析时,计算承载力与试验承载力相比略高,荷载-位移曲线总体吻合较好.结论 在沙漠地区采用沙漠硅砂替代混凝土中的细骨料,可有效解决中(粗)砂资源匮乏的问题,钢筋硅砂混凝土试件的力学性能可基本满足工程应用的要求.     

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压特性的试验研究

加固采用尼龙、芳纶和聚脂纤维丝混杂而成的层内混杂布(inner hybrid fiber reinforced plastics,IHFRP).通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、延性.试验结果表明,与无纤维布相比,有3、4层布的试样的抗压强度和峰值应变均提高;纤维布层数相同时,圆柱体试件的抗压强度、峰值应变比棱柱体试件高;与零倒角相比倒角半径增大,棱柱体试件的峰值应力和峰值应变有不同程度提高.采用压缩韧性指数对约束柱的延性进行评价,加固柱韧性指数I₂₀高,接近理想弹塑性材料,非常有利于结构抗震耗能.     

复式钢管高强混凝土轴压短柱力学性能研究

分别对18根不同含钢率及不同混凝土强度等级的复式钢管高强混凝土短柱试件进行了轴压静载实验,得到其在轴压静载下的破坏模式及特点。研究结果表明,采用复式钢管可以有效提高构件的承载能力及变形能力,核心混凝土强度增长的幅度与试件含钢率、内外层钢管径厚比比值呈近似线性关系,获得了复式钢管高强混凝土短柱承载能力计算公式。     

重复荷载下钢筋混凝土柱轴压性能的尺寸效应试验研究

为了解重复荷载下钢筋混凝土柱轴心受压性能的尺寸效应,按照相似关系设计了3组正方形截面钢筋混凝土柱试件,其几何尺寸分别为:400mm×400mm×1 200mm、600mm×600mm×1 800mm、800mm×800mm×2 400mm,并对其进行了轴压破坏试验。试验中对比分析了各试件的破坏特征、裂缝发展过程、承载力、峰值应力、峰值应变以及刚度等。结果表明,在试验的尺寸范围内,试件的轴压性能存在明显的尺寸效应。     

WRC-T钢管混凝土短柱轴心受压力学性能

目的 了解WRC-T钢管混凝土柱的破坏形态、受力和变形性能,考察约束效应系数、长细比、肢长腹比等参数的影响,探讨极限承载力计算方法 .方法 设计制作20个WRC-T钢管混凝土短柱试件,通过轴心受压试验,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对短柱轴心受压力学性能的影响,参考国内外相关规范条文,通过试验数据回归分析,提出WRC-T钢管混凝土短柱轴心抗压极限承载力的计算模型.结果 试件呈剪切型或局部凸曲型破坏,提高约束效应系数可以明显提高试件的极限承载力和后期承载能力.结论 WRC-T钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;极限承载力公式计算结果 与试验值符合较好;计算公式可供工程设计参考.     

局部修复钢筋混凝土柱的力学性能研究

对采用不同修复材料的轴心受压局部修复钢筋混凝土柱的力学性能进行了实验研究和ANSYS非线性有限元模拟分析,研究了修复材料与修复柱本体浊凝土的弹性模量比n,强度比α,修复柱修复时的卸载程度等因素对局部修复后钢筋混凝土柱力学性能的影响,提出了修复材料与修复柱本体混凝土的弹性模量与n是导致局部修复钢盘混凝土柱力学性能不相容的最主要因素,弹性模量比n与强度比α共同决定修复柱的极限承载力。     

基于修正压力场理论的超高性能钢纤维混凝土柱抗剪承载力

为了分析超高性能钢纤维混凝土柱抗剪性能,基于修正压力场理论提出了柱子抗剪承载力计算模型.该模型通过柱端部截面中心正应变来考虑轴力和弯矩对抗剪承载力的影响,通过关键参数混凝土主压应变与主压应力间的角度和平均正应变来反映剪跨比、轴力以及配箍率对柱抗剪承载力的影响.结果表明:对剪跨比为1:5-2:0的柱子,该模型剪力计算值与试验值吻合良好.