玻璃纤维加固砖柱试验

进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)片材全长包裹砖砌体柱和9个(3组)对比砖柱的轴压试验,探讨了GFRP片材黏贴层数、试件截面尺寸、砂浆强度及倒角半径等参数对加固效果的影响;在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,重点分析了截面尺寸对加固效果的影响.试验结果表明:由于GFRP片材的约束作用,延缓了砖柱初始裂缝的出现,加固后试件的极限强度与黏贴层数呈线性关系,采用GFRP片材包裹加固砖柱能明显提高轴压极限强度与峰值应变.     

GFRP管钢筋混凝土短柱力学性能研究

为研究GFRP管钢筋混凝土短柱的力学性能,对14根GFRP管钢筋混凝土短柱和2根无套管短柱进行轴压试验,通过试验,分析了影响套管钢筋混凝土短柱的部分因素,试验结果表明：对于在不同受力方式下的试件,其承载力与变形能力都基本相同;GFRP管有很强的约束能力,由于GFRP管的约束,使得混凝土的强度得到明显的提高,变形能力也得到明显的增加;对于配置有纵筋的试件,既可以提高试件的承载力,又可以避免核心混凝土发生剪切破坏。     

GFRP套管混凝土长柱轴压力学性能试验

为了研究GFRP套管混凝土长柱的轴压力学性能,对9根不同长细比的组合长柱进行了试验研究。对试件的破坏特征、轴向应变、荷载峰值、柱挠度变化、柱中截面应变方面进行了比较。试验结果表明:随长细比的增加,GFRP套管柱的力学特征发生了很大的改变,逐渐由强度破坏转变为失稳破坏;同时,GFRP套管柱与传统的钢筋混凝土长柱在力学性能上表现出很大的不同,主要表现在当组合长柱达到峰值应力时,所有试件的纵向钢筋均已屈服,发生了非弹性失稳破坏,且其峰值荷载下降的幅度远高于普通混凝土长柱。     

织物增强混凝土约束混凝土柱轴压力学性能试验研究

为研究织物增强混凝土(TRC)约束混凝土柱的轴压性能和TRC的约束机理,以配网率、截面尺寸和混凝土强度为主要变化参数设计了24个圆形截面TRC约束混凝土柱和8个素混凝土对比柱的轴心抗压试验,分析试件的受力过程和破坏形态,研究试件的应力-应变曲线,以及配网率、截面尺寸和混凝土强度对其承载性能的影响。试验结果表明:由于TRC的约束作用,提高了构件的强度和变形能力;TRC约束混凝土柱的破坏形态呈腰鼓状剪压破坏;TRC约束混凝土柱承载力随着配网率的增大而增大;增大构件截面面积会减弱TRC的约束效果;TRC对低强度混凝土的约束能力较强。最后提出了TRC约束混凝土强度计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱轴压力学性能试验研究

为改善钢管混凝土加劲混合构件因外围钢筋混凝土与核心钢管混凝土的性能差异较大,无法协同工作至破坏的缺点,提出了一种新型组合构件：GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱(FCECFST),将其与普通钢管混凝土加劲混合柱(CECFST)、钢管混凝土柱、GFRP管约束钢筋混凝土柱进行轴压试验对比,分析4种不同组合构件的力学性能和破坏形式。结果表明：在GFRP管约束下,FCECFST承载力比CECFST提高9.6%,延性系数提高295.5%;加载后期GFRP管有效限制了钢筋混凝土和钢管混凝土的横向变形,试件承载力出现二次强化,荷载可以达到第二次峰值,构件各部分能够协同工作至破坏。     

玻璃纤维布包裹加固砖柱轴压试验研究与极限承载力分析

为了研究纤维增强材料包裹加固砖柱的轴压性能,进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)布全长包裹加固砖砌体柱和12个(4组)未加固砖柱的轴压试验,探讨了GFRP布黏贴层数、试件长宽比、未加固试件轴压强度以及倒角半径等因素对加固效果的影响。试验结果表明,由于GFRP布的约束作用,延缓了砖柱初始裂缝的出现,采用GFRP布包裹加固砖柱能明显提高轴压极限强度与峰值应变,加固后试件的极限强度与黏贴层数呈线性关系。在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,提出了玻璃纤维布包裹加固砖柱的轴压极限强度与峰值应变的计算公式,计算结果和试验结果吻合较好。     

椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验研究

椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱由椭圆形GFRP外管、钢内管以及两管之间的填充混凝土组成。进行了大尺寸椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验,所有试件的内部钢管采用了椭圆形截面,试件的高度为600 mm,长轴为300 mm,短轴分别为150、200、250 mm和300 mm。研究了椭圆形截面的长轴与短轴之比、GFRP厚度及试件空心面积率对其轴压性能的影响。研究结果表明:椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱中的混凝土在GFRP管和钢管的共同约束下,其承载力和延性较素混凝土大幅提升;随着椭圆长轴与短轴之比的增大,内部约束混凝土的峰值应力有随之增大的趋势;较大的空心面积率并不会减小GFRP和钢管对于混凝土的约束作用;GFRP厚度的增加将会提高椭圆形组合空心柱试件的极限应力和极限应变。     

CFRP约束混凝土圆柱轴心受压性能研究

对16个试件进行了CFRP约束素混凝土圆柱的轴心受压试验研究,考察了不同混凝土强度和不同CFRP布层数对约束混凝土柱的破坏形态和极限抗压强度以及变形的影响。结果表明:对不同强度等级的混凝土圆柱,在轴心受压作用下CFRP布层数所起的约束效果不同。强度等级较低的混凝土圆柱,随着CFRP约束层数的增加,极限抗压强度和轴向变形提高显著,而强度等级较高的混凝土圆柱,增加CFRP层数对提高圆柱的极限抗压强度和轴向变形效果不明显。     

玻璃纤维增强复材管自密实微膨胀活性粉末混凝土短柱轴压性能试验研究

配制出了一种常温养护下流动度大于255 mm的高性能、高强度的自密实微膨胀活性粉末混凝土(RPC),并填充至玻璃纤维增强复材(GFRP)管。对GFRP自密实微膨胀RPC短柱进行轴压性能试验,考虑GFRP管材成型工艺、混凝土膨胀剂和构件受力方式等设计参数,重点分析试件破坏过程及形态、应力-应变曲线及构件承载力。结果表明:GFRP纤维丝±45°缠绕的GFRP管RPC短柱力学性能优越,该组合柱应力-应变曲线呈二次线性增长,组合柱破坏时,GFRP纤维丝被拉断,管内约束混凝土被压碎,其极限承载能力是无约束RPC短柱的1.6倍左右。混凝土膨胀剂改善了组合短柱的变形性,其极限应变约为无膨胀剂柱的1.4倍。Teng的理论计算模型能较好地适用全截面受压的GFRP管自密实微膨胀RPC短柱。     

碳纤维复材布加固拉挤型玻璃纤维复材方管混凝土短柱试验研究

为研究碳纤维复材(CFRP)布加固对拉挤型玻璃纤维复材GFRP管混凝土短柱力学性能的影响,开展以CFRP布加固层数和混凝土强度等级为设计参数的试验,得到了试件的破坏模式、极限承载力、荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。通过对CFRP加固层数、混凝土强度等级对拉挤型GFRP管混凝土短柱的极限承载力、延性以及刚度影响的分析,结果表明:CFRP布加固后拉挤型GFRP管混凝土短柱的承载力明显提升,当CFRP加固层数为3时的试件极限承载力平均提升116.93%,试件破坏模式也随着CFRP布的加固层数由脆性破坏向塑性破坏转变,试件破坏现象随CFRP布加固层数的增加由侧壁开裂破坏逐渐转向端部破坏,延性得到了一定的提高。保持拉挤型GFRP管壁厚t为5 mm,当拉挤型GFRP管的高宽比H/B为2.25,且宽厚比B/t为20时,管内混凝土强度等级为C30的试件整体变形能力最好,其极限承载力明显高于混凝土强度等级为C20和C40的试件的极限承载力。     

玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压试验及有限元分析

通过7根玻璃纤维布加固混凝土柱和1根混凝土对比柱的轴心受压试验及有限元分析,探讨了玻璃纤维布加固混凝土柱的受压性能及其加固机理.分析表明,玻璃纤维布加固混凝土柱有斜剪破坏和轴压破坏两种破坏形态;加固后的混凝土柱能明显提高其极限承载力,且提高程度与纤维布加固层数、加固间距和构件截面形状有关,存在着使承载力提高最大的最优加固层数、最优加固间距和合理截面形状.对比试验和有限元分析说明,合理选择有限元分析模型,可以较好地预测玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压性能.     

加载速率对大直径GFRP筋足尺试件抗拉性能的影响

 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋是一种由玻璃纤维与树脂复合而成的新型加固材料,具有良好的应用前景。GFRP筋为非均质各向异性材料,横向抗压强度远小于轴向抗拉强度,具有显著的尺寸效应,因此,GFRP筋强度指标的测试比钢筋材料更复杂。本文试验解决大直径GFRP筋足尺试件的端部锚固问题。通过在拉力试验机上进行大直径GFRP筋足尺试件的抗拉破坏性试验,研究不同加载速率下大直径GFRP筋的抗拉强度、拉伸弹性模量、延伸率等基本力学指标的变化规律,并对比分析GFRP筋与钢筋的受力破坏机制。试验结果表明,随着加载速率的增大,大直径GFRP筋的抗拉强度、延伸率明显增大,拉伸模量的变化幅度较小,基本保持恒定;并分析得出,材料的组成结构决定材料的力学特征和破坏形式。     

GFRP筋混凝土柱海水环境受压性能

从新的角度和采用真实的腐蚀条件,首先通过混凝土材料在海洋环境下的腐蚀试验排除海洋环境对混凝土材料的影响,然后对玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋体进行腐蚀试验,将不同腐蚀时间的GFRP筋进行绑扎、支模和浇筑,制作成混凝土柱并进行试验。根据相关力学试验结果,对比混凝土构件内筋体腐蚀前后其极限承载力、破坏形态以及筋体腐蚀后构件各项性能的变化情况。结果表明:人工制备的高浓度海水溶液对混凝土材料的力学性能影响不大,有必要排除混凝土保护层对传统腐蚀试验的影响;在柱内筋体受到180 d腐蚀的条件下,钢筋混凝土柱的极限承载力保留率下降到70.2%,降低了29.8%;GFRP筋混凝土柱的极限承载力保留率下降到86.5%,降低了13.5%;海水环境下GFRP筋在受压构件中具有比钢筋更好的性能优势和使用价值。     

钢管/GFRP管约束再生混凝土柱偏心受压试验

以再生粗骨料取代率和膨胀剂掺量为参数,完成了4个钢管约束和4个玻璃纤维增强塑料（GFRP）约束再生混凝土柱试件的偏心受压试验,对钢管约束和GFRP管约束再生混凝土试件的极限荷载和轴向变形进行了对比分析,并对试件的极限荷载试验值与计算值进行了对比。结果表明:100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的极限荷载比普通混凝土试件低,混凝土强度相同时,GFRP管约束再生混凝土试件偏心受压极限荷载比钢管约束试件低;膨胀剂可以提高钢管和GFRP管约束试件的偏心受压极限荷载,并且对GFRP管约束试件作用更为显著;GFRP管约束试件的变形能力比钢管约束试件大,100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的变形能力比普通混凝土试件大。     

GFRP管混凝土柱不同长细比轴压力学性能研究

为研究GFRP管混凝土柱轴压的力学性能,对6根不同长细比试件进行了研究,通过试验,分析了不同长细比对GFRP管混凝土柱轴压性能、破坏形态及承载力的影响,得出了一些有利用价值的结论。     

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。     

CFRP-钢复合管约束型钢高强混凝土短柱的轴压力学性能

对8根碳纤维增强复合材料(CFRP)-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-C/STCSRC）短柱和4根CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土（C-CTSRC）短柱进行了轴压试验,分析了CFRP约束效应系数、钢管截面形式以及钢管受力性能对CFRP-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-C/STCSRC）轴压短柱力学性能的影响。结果表明:CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）轴压短柱的极限承载力提高率随着约束效应系数的增加呈指数形式增长;在柱核心混凝土截面面积相同时,CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）轴压短柱的极限承载力比CFRP-方钢复合管约束型钢高强混凝土（C-STCSRC）轴压短柱的极限承载力高50%以上;在弹性工作阶段,CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土（C-CTSRC）柱的弹性模量高于CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）柱的弹性模量;CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土（C-CTCSRC）柱的极限承载力高于CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土柱的极限承载力;CFRP与钢管黏结良好时,CFRP与钢管能够协同工作。     

玻璃纤维(GFRP)片材约束混凝土的受力性能分析

对耐碱玻璃纤维 (GFRP)片材约束混凝土方形截面柱体进行了轴压试验和理论研究 ,探讨了GFRP片材加固柱的受力性能和侧限机理 ,提出了GFRP片材侧限混凝土的应力 -应变关系。在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上 ,提出了GFRP片材加固混凝土方柱的轴压极限承载力计算方法 ,计算结果和试验数据基本吻合     

纤维布(FS)约束混凝土矩形柱轴心受压试验及非线性有限元分析

通过29个纤维布(FiberSheet,FS)约束混凝土柱和2个混凝土对比柱的轴心受压试验,以及FS约束混凝土柱的三维非线性有限元分析,研究FS约束混凝土矩形截面柱的轴心受压性能和FS的约束机理。FS约束混凝土柱有斜剪破坏和轴压破坏两种破坏形态;FS约束混凝土的轴压应力-应变曲线有三种形状;增大截面长宽比会减弱FS的约束效果;单独缠绕CFS比复合缠绕CFS和GFS对强度提高有利,但复合缠绕且GFS不少于1层时,对增大变形有利;轴向压应力大于0.6～0.8倍峰值应力后,FS的横向拉应变增大,对混凝土起约束作用;角部FS横向拉应变及截面角部混凝土的水平应力最大;可以将截面分为强约束区和弱约束区;角部的圆弧半径与1/2边长之比越大,强约束区的面积越大;纤维特征值对强约束区面积大小的影响不大,但是纤维特征值大,截面的水平应力也大。     

耐碱玻璃纤维编织网混凝土梁抗弯性能研究

提出了采用耐碱GFRP编织网替代传统钢筋在混凝土梁中作为受力骨架的新型结构形式。为研究该类型结构的力学性能,设计了3根试件,对其进行三分点加载,观察其受力全过程及破坏特征,分析其破坏模式。在试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件进行了混凝土强度参数对其力学性能影响的参数分析。试验及数值模拟结果表明:配筋率对耐碱GFRP混凝土梁的受弯性能影响较大;随着混凝土强度的提升,梁的承载力虽有所提升,但挠度降低。