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.     

FRP约束混凝土柱强度承载力计算

FRP复合材料由于具有高强、轻质、抗腐蚀和耐疲劳、温度作用下稳定性好等特点 ,因而受到土木工程界的关注 ,正被越来越广泛地应用于柱结构的修复加固中 ,取得了良好的经济效益和建筑效果。为此 ,简要介绍了目前已提出的对FRP约束混凝土柱承载力的典型计算方法 ,并进行了分析 ,在此基础上 ,提出了一种承载力简化计算方法 ,计算结果和大量试验结果吻合良好 ,研究成果可供工程界参考。     

FRP约束混凝土的轴压试验研究

本文简要列举和归纳了典型的轴压受力情况下的FRP约束混凝土模型,并与本文进行的15个FRP约束混凝土的轴压试验结果进行了对比.从试验结果分析来看,配置少量的箍筋可以明显提高FRP约束混凝土的变形能力.本文在试验的基础上对混杂FRP管混凝土和不同受力情况下的FRP管混凝土轴压性能进行了分析.     

FRP约束方形混凝土柱轴心受压强度模型

FRP约束方形混凝土柱的侧向约束力受截面形状的影响较大，与圆形柱相比，由于拐角的应力集中导致的侧向约束应力不均匀等，使得FRP包裹方形柱的侧向约束效果明显降低。基于FRP约束圆柱体的强度公式，考虑方形柱的有效核心区、拐角效应以及等间距包裹的影响，引入对应的影响系数，建立了FRP约束方形混凝土柱轴心抗压强度新模型并与试验数据对比分析，结果表明，该模型具有良好的精度。     

FRP约束混凝土轴压本构模型演进逻辑与研究进展

FRP约束混凝土力学行为的影响因素包括约束方式、材料类型、铺层厚度、核心混凝土强度以及尺寸效应和形状效应。FRP约束混凝土的本构模型研究遵循内在的演进逻辑,研究方法包括试验统计法、理论研究法、数值分析法等。随着FRP材料性能的提升和新型FRP材料的出现,新理论、新方法被不断引入FRP约束混凝土的研究,新成果、新技术必将不断被应用于土木工程实践。     

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。     

新型大断裂应变FRP约束混凝土圆柱的轴压性能

对新型大断裂应变FRP约束混凝土圆柱的轴压性能进行变参数的应力-应变全曲线研究,研究参数有FRP种类、包裹层数、非约束混凝土强度等。新型大断裂应变FRP约束混凝土的轴压性能与CFRP约束混凝土、GFRP约束混凝土、AFRP约束混凝土的轴压性能相比较,比较发现新型大断裂应变FRP约束混凝土轴压性能优于一般FRP约束混凝土。     

纤维增强复材约束矩形混凝土轴压强度和极限压应变计算方法研究

轴压荷载下纤维增强复材(FRP)约束混凝土应力-应变本构关系可分为强化型和软化型两类约束模型,其在极限状态时所固有的轴压应力及应变构成了各自本构的参数基础,准确计算这些本构参数可为FRP约束混凝土结构的性能评估提供判别依据.通过对现有FRP约束矩形混凝土抗压强度和极限压应变经验模型的性能进行综合评价,表明已有经验模型普...     

FRP约束混凝土与钢管混凝土构件性能比较

FRP约束混凝土和钢管混凝土是两种不同的约束混凝土应用形式，分析表明，对混凝土进行约束，可以提高其承载力和延性；FRP约束下核心混凝土强度提高幅度较大；钢管混凝土构件延性好，破坏时变形较大，而FRP混凝土构件破坏呈脆性，破坏时变形较小，破坏发生突然。     

FRP约束混凝土性能研究综述

FRP具有较高的强度和弹性模量,近年来在中国的发展非常迅速,从20世纪70年代中国对FRP材料探索研究,到20世纪80年代在土木工程领域中尝试性应用,再到如今大规模应用。其中FRP约束混凝土是其中一种较广泛的应用。主要从FRP约束混凝土的试验研究、FRP约束混凝土柱的强度模型、环境对FRP与混凝土组合结构影响三方面阐述FRP与混凝土组合结构的研究现状,最后,结合目前FRP与混凝土组合结构研究现状,提出可继续深入研究的方向。     

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。     

方形截面混凝土柱FRP约束下的轴向应力-应变曲线计算模型

FRP约束方形混凝土柱可以提高其强度和延性,但提高幅度相对于圆形截面柱较小,主要由于截面形状以及FRP在方柱拐角处应力集中的影响。在国内外关于FRP约束方柱的试验研究基础上,对截面形状、约束强度和刚度、未约束混凝土强度、拐角应力集中等影响参数以及应力应变的荷载路径相关性进行分析。FRP约束时存在强弱之分,给出强约束临界点计算公式,并根据两种不同的约束情况分别提出新的两段线—抛物线、直线简化应力-应变曲线计算模型。该模型考虑上述影响参数,并与相关试验数据进行比较分析,结果表明简化的计算模型与试验数据吻合较好,其结构形式简单,参数取值较为方便。     

FRP约束混凝土快速荷载下轴向应力--应变关系研究

通过不同包裹条件下的FRP约束混凝土圆柱体试件准静载和在3种不同应变速率下的试验,初步掌握了它们在快速荷载下的力学行为.研究结果表明,FRP约束混凝土在快速荷载下的极限强度随着应变速率的增加而提高,并与对数应变速率呈线性关系,但其斜率α与纤维的包裹方式及约束比ξ有关,连续包裹纤维大于分段包裹纤维,强约束大于弱约束,弱约束接近于素混凝土;其极限应变随着应变速率的增加而增加并与对数应变速率呈线性关系.最后拟合了连续包裹纤维形成的FRP强约束混凝土快速荷载下的轴向应力-应变关系,其计算结果与试验曲线吻合较好.     

混凝土多轴受压疲劳强度分析

首先进行了0、0.1fc、0.25fc和0.4fc四个不同初始定侧压级别下的混凝土三轴压静载试验和0.1fc、0.25fc两个不同初始定侧压级别下的混凝土三轴压等幅疲劳试验,疲劳试验中最小应力水平均为0.1fc,最大应力水平为1.6fc~2.5fc,根据混凝土三轴压本构特征得到其在不同加载工况下的疲劳寿命。然后利用等效疲劳寿命和等效应力水平的概念,通过三参数Fardis-Chen模型和修正的Aas-Jakobsen方程得到统一的S-N曲线方程,并以此得到混凝土在不同侧压工况下的疲劳强度,从而使混凝土多轴受压疲劳强度问题得到简化。     

纤维增强树脂基复合材料包覆高强混凝土的轴心抗压性能研究

利用纤维增强树脂材料对高强混凝土进行缠绕加固 ,提高混凝土的轴心抗压强度和极限延伸率 ,改善高强混凝土的脆性。试验结果表明 ,以碳纤维的效果最好 ,碳、玻混合纤维次之 ,玻璃纤维最差。随着缠绕层数增加 ,抗压强度提高     

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。     

喷涂混凝土夹心剪力墙轴心受压承载力试验研究

为研究喷涂混凝土夹心剪力墙的轴心受压承载力,完成了4个试件的轴心受压试验.试验结果表明:试件破坏形态为弯折破坏;夹心墙的轴心受压承载力可采用钢筋混凝土柱轴心受压承载力的计算公式进行计算.     

大应变纤维增强复材约束冰短柱轴压力学性能试验研究

混凝土等传统建筑材料在寒冷地区的使用受到了很大限制,而冰是寒区一种可就地取材的建筑材料,但却存在强度低和延性差等缺点。为了解决上述问题,提出一种可用作寒区受压构件的新型大应变纤维增强复材(LRS-FRP)约束冰柱,它由外部的LRS-FRP管和内填的核心冰组成。通过对3个圆形纯冰短柱和6个圆形LRSFRP约束冰短柱的轴压试验研究,考察LRS-FRP层数对该新型组合短柱轴压力学性能的影响。试验结果表明:LRS-FRP约束冰短柱的轴压破坏模式为柱中附近LRS-FRP管环向拉断; LRS-FRP管的约束可大幅提升核心冰的轴压力学性能,组合柱的轴向荷载-应变曲线近似呈两阶段的双线性特征,且极限承载力和峰值轴向应变随LRSFRP层数的增加近似呈线性增长; LRS-FRP管的环向断裂应变受LRS-FRP层数的影响较小。