有粘结预应力FRP筋混凝土梁抗裂计算方法

关于有粘结预应力FRP筋混凝土梁的抗裂度和裂缝宽度的计算问题,目前我国现行设计规范中尚无相关规定,ACI440.1R—06规范仅给出了非预应力FRP筋混凝土梁的最大裂缝宽度的计算方法。分别应用我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)和ACI318—05规范中适用于普通钢筋混凝土构件的抗裂度公式,计算了国内外30根有粘结预应力FRP筋混凝土梁试件的开裂弯矩。按我国《混凝土结构设计规范》计算的开裂弯矩值与试验结果吻合良好。考虑了FRP筋等效、FRP筋的粘结性能以及环氧涂层钢筋等的影响,对我国《混凝土结构设计规范》中有关受弯构件最大裂缝宽度的计算公式进行了修正。基于提出的修正公式和ACI440.1R—06规范对国内外24根有粘结预应力FRP筋混凝土梁的试验结果进行计算对比。分析结果表明,文中的计算值与试验结果更为吻合。     

FRP筋混凝土梁研究现状简述

钢筋易锈蚀的特性严重影响了构件的耐久性,从而大大缩短了建筑物的安全使用寿命.纤维增强复合材料(FRP)筋是钢筋的一种潜在的替代物,具有广阔的应用前景.近年来,FRP筋混凝土梁受到了国内外学者的广泛研究.本文综述了FRP筋混凝土梁在常温状态下的抗弯和抗剪性能以及高温状态下构件受弯性能.并指出FRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁...     

体外FRP筋的极限应力分析

为获得体外预应力混凝土梁的正截面抗弯强度、必须首先确定体外预应力筋的极限应力。在过去的半个多世纪中,许多学者对体外或体内无粘结预应力筋的极限应力进行了试验及分析研究,但这些研究主要以钢材、很少以纤维复合材料(FRP)作为研究对象。本文根据相关的试验研究数据,分析了以FRP为体外筋和以钢材为体外筋的情况下,等效塑性区长度与破坏截面中性轴比值的差异及变化。分析表明,对FRP体外预应力混凝土梁,这一比值比较稳定,并可取为常数。但该常数与以钢材为体外预应力筋的构件的有所不同。本文建立了分别以FRP和钢材为体外预应力时,构件的等效塑性区长度与破坏截面中性轴比值的转换关系式。在此基础上,建议了既适用于简支梁,亦适用于连续梁;既适用于常规的体外预应力钢筋,亦适用于非常规的体外预应力FRP筋的体外预应力筋极限应力计算方法。     

FRP筋混凝土梁研究现状

FRP筋具有优异的耐腐蚀性能,同时具有抗拉强度高、疲劳性能优、徐变松弛性能好等优良力学性能,适用于替代普通钢筋和预应力钢筋用于腐蚀环境和特殊工程。介绍了FRP筋的力学性能及其与混凝土、纤维混凝土的粘结性能,并对FRP筋梁、FRP筋与钢筋混合配筋梁、FRP金属复合筋梁、ECC-FRP筋混凝土复合梁的国内外研究现状进行了总结。     

FRP筋增强混凝土结构耐久性能研究进展

一般认为在恶劣服役环境下,可利用纤维增强复合材料（FRP）筋替代普通钢筋,从而有效提升混凝土结构的耐久性能。但研究表明,FRP筋并非完全免疫于服役环境,其在腐蚀性环境下的耐久性能一直是困扰FRP筋在土木工程中应用的关键问题之一。文章从三个方面系统梳理了国内外关于FRP筋增强混凝土结构耐久性的研究进展：①在试验研究方面,从FRP筋自身、FRP筋与混凝土黏结以及FRP筋增强混凝土构件三个层次,对近几十年来国内外有关FRP筋增强混凝土结构耐久性能试验研究的进展进行系统的梳理;②在长期性能预测方法方面,对现有的各类FRP筋长期性能预测模型和理论进行梳理;③在设计方法方面,总结目前各国有关FRP筋增强混凝土结构耐久性的设计方法,比较了规范间的差异。文章梳理工作对提升我国FRP筋增强混凝土结构设计水平和推广FRP筋的工程应用,具有重要的参考意义。     

复合筋增强ECC混凝土组合柱抗震性能研究

ECC是一种具有假应变硬化特性和多裂缝开展机制的高性能纤维增强水泥基复合材料,将ECC替代混凝土用于建筑结构能有效避免因混凝土脆性导致的开裂和耐久性问题。提出了新型FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合柱构件,将FRP筋配制在柱构件边角处,而ECC仅用于柱构件薄弱的柱底。为进一步研究ECC与混凝土对柱构件抗震性能的影响,通过对比5根柱构件的滞回曲线、骨架曲线进行分析。结果表明,将ECC替代混凝土用于FRP筋-钢筋复合增强柱构件能够避免因混凝土脆性性质导致的诸多缺陷,有效的给FRP筋提供一个有效的保护,构件的延性和变形能力得到提高。在0.1~0.42轴压比情况下,随着轴压比的增大,承载力增大,而变形能力变差。     

预应力FRP筋增强竹梁力学性能试验研究

针对竹结构受弯构件截面刚度低、承载力与跨越能力不足等应用局限,提出预应力FRP筋增强竹梁的方法,给出了其关键制造工艺。制作了4个预应力FRP筋增强竹梁和1个对比竹梁,研究参数包括FRP筋直径和预应力大小。结果表明,预应力FRP筋增强竹梁破坏始于梁底边缘竹材纤维受拉断裂,预应力的施加能够使竹材的抗压强度利用得更加充分,破坏时的延性特征更为明显,预应力FRP筋增强竹梁对应各个相关规范挠度限值时的荷载值都得到了较大提高,预应力的施加使得构件截面刚度得到了有效的提高,其提高幅度随着施加预应力的增大而增大。采用复合梁理论对预应力FRP筋增强竹梁试件的截面刚度进行预测,结果表明截面刚度预测结果与试验结果吻合很好。     

FRP筋混凝土构件受力性能的研究现状

FRP筋是一种高性能的复合材料,与钢筋相比,FRP筋具有轻质、高的抗拉强度、耐腐蚀性好等特点。近年来,FRP筋代替钢筋或预应力钢筋被应用在混凝土结构中以提高耐久性成为一种趋势。文章对FRP筋增强混凝土梁、柱受力性能的研究现状进行了相关的介绍,并提出有待进一步深入研究的相关问题。     

有粘结预应力FRP筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法

国内外已有试验研究表明,有粘结预应力FRP筋混凝土梁的破坏模式包括界限破坏、受压破坏与受拉破坏三种。在我国现行规范中尚无关于预应力FRP筋混凝土梁的设计规定,在ACI440.4R-04规范中虽有相关的规定,但其针对的是截面受拉区仅配置预应力FRP筋的混凝土梁。对截面受拉区同时配置预应力FRP筋和非预应力钢筋、预应力FRP筋和非预应力FRP筋这两种混合配筋形式下的有粘结预应力FRP筋混凝土梁的正截面抗弯承载力计算方法进行了研究。基于受弯截面的极限状态分析,分别提出了三种破坏模式下正截面抗弯承载力的计算公式。为了验证公式,进行了6根有粘结预应力FRP筋混凝土梁的单调静力试验以及基于ANSYS软件的非线性有限元参数分析。应用建议公式对课题组及国外完成的48根有粘结预应力FRP筋混凝土梁的试验结果和6根梁的参数分析结果进行了计算与对比,计算值与试验结果和参数分析结果吻合较好。     

有粘结预应力FRP筋混凝土梁挠度的计算方法

与预应力钢筋相比,FRP筋的弹性模量较低、粘结性能稍差,因此有粘结预应力FRP筋混凝土梁的挠度比相应的预应力钢筋混凝土梁的大。在考虑预应力FRP筋等效的基础上,对我国现行《混凝土结构设计规范》中适用于普通预应力钢筋混凝土梁短期刚度的计算公式进行了修正。应用该修正公式和ACI 440.4R—04规范中的计算公式对国内外31根有粘结预应力FRP筋混凝土梁试件与6根参数分析试件的挠度进行了计算。对比表明,按修正公式计算的挠度值与试验结果和参数分析结果吻合更好。     

FRP筋增强海水海砂混凝土材料与构件耐久性能综述

将纤维增强复合材料(FRP)应用在海水海砂混凝土(SSC)中可避免氯离子引起的钢筋腐蚀,但FRP增强海水海砂混凝土(FRP-SSC)结构在恶劣环境中仍存在耐久性问题。依据现有文献研究成果,梳理了海洋环境下FRP筋、SSC以及FRP-SSC构件的耐久性。结果表明：在混凝土的碱性环境以及海水海砂中盐离子的共同作用下,FRP筋的力学性能退化程度与变异性提高,FRP筋与SSC的黏结强度降低;海水和海砂中盐离子的引入加快了水化反应,提高了SSC的密实度与耐久性,提高了SSC的耐久性;海洋环境作用导致FRP筋力学性能退化及FRP筋/钢-FRP复合筋(SFCB)与SSC的黏结强度降低,削弱了SSC构件承载力,改变了构件破坏模式,SSC构件承载力随再生粗骨料(RCA)取代率提高而降低;建议以FRP筋与SSC力学性能变异性量化和基于时变可靠度的构件设计方法作为今后进一步研究的方向。     

纤维塑料筋混凝土结构的系列研究

彻底解决钢筋锈蚀问题的一个有效办法是采用纤维塑料筋(即FRP筋),1995年我们在国内首先开展了FRP筋混凝土结构的系列研究,取得了阶段性的研究成果:①研制生产国内首批FRP螺纹筋;②对FRP筋在不同环境介质中的粘结锚固性能进行研究;③对FRP筋普通混凝土梁的受力性能和设计理论进行研究;④研制新型FRP筋预应力锚具;⑤对预应力FRP筋混凝土粱的受力性能和设计理论进行研究等.本文重点介绍以上几方面的研究工作,并对今后FRP筋混凝土结构的发展趋势作了展望.     

FRP筋增强混凝土受弯构件研究

概述国内外FRP筋增强混凝土受弯构件在试验、理论、工程应用及规范编制方面的研究成果,总结FRP筋材的耐久性、混凝土强度、FRP筋直径、表明形式和温度等因素对FRP筋与混凝土界面粘结滑移性能的影响,阐述FRP筋混凝土受弯构件的力学性能试验和数值分析方法,指出目前FRP筋混凝土受弯构件需要进一步研究的问题。     

FRP筋性能及其在混凝土结构中的应用浅析

使用FRP筋代替普通钢筋是解决混凝土结构中钢筋锈蚀问题的一个研究方向。本文简要介绍了FRP筋的种类、生产加工工艺及其物理力学性能,阐述了FRP筋在钢筋混凝土结构中的应用概况,并分析了FRP筋混凝土构件的研究方向及应用前景。     

FRP-钢筋混杂配筋混凝土梁抗弯性能

纤维增强复合筋(FRP筋)具有抗拉强度高,重量轻和耐腐蚀性等特点。可以更好地解决钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀问题,对提高结构的耐久性有很大的作用。FRP筋应力-应变关系为线弹性,并且FRP筋的弹性模量相对较小,单独配置FRP筋的混凝土梁的变形和裂缝较大。采用钢筋与FRP筋混杂配筋混凝土梁,相对于钢筋混凝土梁产生的挠度较小。本文介绍了FRP-钢筋混杂配筋混凝土梁的抗弯承载力、最大裂缝和挠度计算方法,为相应的工程应用提供依据。     

预应力FRP筋梁抗弯性能有限元分析

针对不同类型的预应力纤维增强聚合物筋对预应力混凝土梁力学性能影响的问题,本文以预应力纤维增强聚合物筋搭配一定数量的非预应力普通钢筋,设计15根有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土简支梁,以5根为一组,分3组,分别配以碳纤维筋,芳纶纤维筋和玻璃纤维筋作为预应力筋,并以ANSYS有限元分析软件为研究手段,通过改变预应力纤维增强聚合物筋的类型,使用有限元方法开展了受弯构件的力学性能分析,其中包括了特征荷载分析、位移延性分析和刚度分析。结果表明:使用本文的有限元建模方法,可以用于有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土梁抗弯性能的研究;根据有限元分析得出的数据,发现在达到屈服荷载之后,纤维增强聚合物筋对混凝土梁的抗弯性能影响较大;达到屈服荷载之后,梁的抗弯性能(特征荷载、位移延性和刚度)受纤维增强聚合物筋本身的力学性能的影响较大。     

FRP筋的结构性能及应用

STRUCTURALPROPERTYANDAPPLICATIONOFFIBERREINFORCEDPLASTICSREINFORCEMENTXUXinseng;LIYunlan目前常用于混凝土中的连续纤维素有碳素纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、维纶纤维等，通常为把连续纤维集束，浸入结合材（如环氧树脂、乙烯基树脂、水泥系无机材料等）中成形，这样形成的纤维束称为连续纤维加强材，简称FRP筋（FforAnnf～IqastiCS八FRP筋具有与预应力钢筋同等以上抗拉强度，且重量经、耐而蚀、无田性，可作为加强材用手盖害地区、海洋工程等条件严酷混凝土结构中，不仅可以解决钢筋锈蚀问题，提…     

方形螺旋箍GFRP筋混凝土柱承载力分析

在恶劣环境下,用纤维增强复合材料(FRP)筋取代钢筋应用于混凝土结构中,正成为解决钢筋锈蚀问题的一种较为普遍的解决方案。目前已有大量FRP筋性能和FRP筋混凝土柱性能的相关研究,但是方形螺旋箍FRP筋混凝土柱的相关研究很少。提出了方形螺旋箍GFRP筋混凝土柱承载力计算公式,并用Abaqus软件对8根柱进行模拟分析,结果表明该公式的计算结果与有限元模拟值吻合较好。     

与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

由于无粘结筋相对于其周围混凝土可发生纵向相对滑动,因此受弯构件中的无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献及其对裂缝开展的抑制作用小于有粘结预应力筋。为了实现无粘结与有粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算方法的协调和统一,提出了受弯构件中无粘结筋等效折减系数的概念,通过对无粘结预应力混凝土受弯构件的变形试验数据和按已有公式对设计试件的变形试算数据进行分析,得出了无粘结筋等效折减系数的建议取值(α=0.23)。用等效纵向受拉钢筋配筋率代替有粘结预应力混凝土受弯构件刚度计算公式中纵向受拉钢筋配筋率,用等效纵向受拉钢筋面积代替用于计算有粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的纵向受拉钢筋等效应力计算公式中的纵向受拉钢筋面积,就可分别得到与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算公式,两公式计算结果与试验结果均吻合良好,可用于工程设计。     

增强筋与混凝土粘结性能的研究进展

对钢筋、纤维增强材料（FRP）筋与混凝土的粘结机理、受力过程、影响因素、粘结强度、粘结长度和本构关系等性能的国内外研究现状进行介绍。基于此,提出了钢筋、FRP筋与混凝土粘结的研究思路。