GFRP筋混凝土板抗弯性能试验研究

对GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板进行试验,通过对比两者的抗弯性能,为GFRP筋混凝土桥梁面板的设计和应用提供依据。同等条件下,GFRP筋板带的极限承载力比钢筋板带小10%左右。由于GFRP筋是没有屈服点的弹性材料,其弹性模量约为普通钢筋的1/5,因此GFRP筋板的破坏模式、裂缝、变形、混凝土和筋材应变的特性不同于钢筋板。根据现行设计规范,GFRP筋板的承载力往往由正常使用极限状态决定,比较试验结果与现行规范设计值表明,受剪承载力、最大裂缝宽度和跨中最大挠度的设计公式需要加以修正。     

GFRP筋混凝土板抗弯性能研究

通过GFRP筋混凝土板抗弯性能实验,探讨了GFRP筋和钢筋组合作用下混凝土板力学性能。结果表明荷载作用点钢筋先屈服,得到充分的延性,就是利用钢筋混凝土特性得到充分的延性,防止GFRP筋和钢筋组合作用下的脆性破坏。组合构件比纯GFRP构件极限挠度、延性、变形率都得到很大的改善。     

GFRP筋地下连续墙混凝土板受弯性能试验研究及有限元分析

为了解GFRP筋地下连续墙的受弯性能,通过GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板的对比受弯试验,分析了两者的受力-变形过程和破坏形态,对比了两者的挠度、开裂荷载、极限荷载以及混凝土应变。结果表明：GFRP筋混凝土板的受力-变形曲线大致可划分为开裂前和开裂后两个阶段,其破坏表现为脆性;混凝土开裂前两种板的截面应变变化规律均基本符合平截面假定,但开裂后GFRP筋混凝土板的挠度增长速率远大于钢筋混凝土板,且该速率基本不变;两种板的开裂荷载较为接近,而GFRP筋混凝土板的极限荷载为钢筋混凝土板的1.2倍。在试验基础上,建立了GFRP筋混凝土板的有限元模型,通过参数分析表明,GFRP筋混凝土板的抗弯刚度在开裂后随配筋率的增大而增大。图13表6参8     

GFRP筋的砂浆粘结性能试验研究

通过将GFRP筋植入砂浆试块中进行拉拔试验,以研究GFRP筋直径、锚固长度和砂浆强度对GFRP筋与砂浆之间粘结性能的影响。试验结果表明,平均粘结强度随锚固长度或砂浆强度的增大而增大,但随GFRP筋直径的增大而减小。另外,粘结滑移曲线剪切刚度随砂浆强度或GFRP筋直径的增大而增大,随锚固长度的增大而减小。     

GFRP筋连接钢-混凝土复合衬砌斜接缝抗弯刚度试验研究

为避免隧道冰冻暗挖法施工弊端和灾害,首次提出盾构直接切削式GFRP筋连接钢-混凝土复合衬砌.钢混复合衬砌刚度分布十分不均匀,考虑GFRP筋低弹模变形,其斜接缝为管片刚度最薄弱点.基于钢混复合衬砌管片斜接缝荷载试验,分析多因素下交界面抗弯刚度变化规律.通过接缝处弯矩转角试验曲线回归分析推导建立了接缝抗弯刚度计算公式.结果...     

GFRP筋嵌入式加固混凝土构件黏结破坏性能试验研究

嵌入式(NSM)加同法是FRP材料加固混凝土结构的一种新的应用形式.通过GFRP筋嵌入混凝土黏结试验,研究黏结长度和开槽尺寸对破坏形式和极限承载力的影响.极限承载力随黏结长度增加而增加,平均黏结强度随黏结长度增加而减少.当黏结长度较小时发生GFRP筋与树脂界面破坏和树脂周围混凝土劈裂破坏.当黏结长度较大时,沿GFRP筋...     

GFRP筋混凝土桥面板承载性能的试验研究

为了研究采用玻璃纤维筋（GFRP）作为配筋材料的混凝土桥梁面板工作性能,结合板内的压缩薄膜效应对该类结构进行了静力加载试验研究。在试验设计中采用了一套1∶3比例缩小的试验模型,桥梁面板分别支撑于混凝土梁和钢梁上。通过改变结构模型参数,包括支撑梁尺寸、配筋率和配筋材料等,分析其对GFRP筋混凝土桥梁面板承载性能的影响。将试验结果与现行FRP筋混凝土结构设计规范（ACI440.1R06）对比后发现,现行设计规范低估了该结构的真实承载能力。为了准确计算出该非金属筋材混凝土结构的实际承载力,建立了非线性有限元模型,该数值模型的计算结果与试验结果有着良好吻合。     

GFRP筋与钢筋的混凝土板受弯性能对比试验

制作了尺寸为2300mm×1000mm×150mm的混凝土板,分别配有GFRP筋及直径相同的钢筋。对两种板做弯曲试验,并监测板的应变及变形情况。监测结果表明,混凝土开裂前板截面上的应变较小,截面变形符合平截面假定,并且,混凝土开裂荷载较为接近。当混凝土开裂之后,GFRP筋混凝土板的挠度增长速度远比钢筋混凝土板快。GFRP筋混凝土板受弯变形发展分为两个阶段,而钢筋混凝土板受弯变形发展分为三个阶段。最后,GFRP筋混凝土板的破坏表现为GFRP筋被拉断;钢筋混凝土板的破坏表现为受压区混凝土被压碎。     

GFRP筋混凝土梁抗裂性能理论与试验研究

GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,用它代替混凝土结构中受腐蚀的钢筋具有重要的工程意义。GFRP筋混凝土梁的开裂弯矩是衡量其抗裂性能的重要指标,也是GFRP筋混凝土梁裂缝宽度、挠度以及力学性能计算的重要参数。首先推导了与钢筋混凝土梁开裂弯矩计算方法相衔接的GFRP筋混凝土梁开裂弯矩的计算公式,然后通过7根GFRP筋混凝土简支梁及6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了公式的适用性。试验过程中通过在GFRP筋混凝土梁受压区及受拉区配置不同数量的GFRP筋来研究其开裂过程及开裂荷载。研究结果表明,按照给出的GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面开裂弯矩公式得到的理论值与试验值吻合较好,研究成果将为进一步研究GFRP筋混凝土梁的力学性能提供参考。     

GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(GFRP筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不宜采用GFRP筋增强混凝土结构.     

玻璃纤维增强塑料筋的强度与断裂模式研究

GFRP 筋拉伸力学性能与破坏形态不同于常见的工程应用材料。利用烧失实验测得不同 GFRP 杆件中树脂的含量,通过对杆件的一次拉伸,观察不同树脂含量下杆件从受力到破坏的整个过程中的表观特征,并测得初裂荷载与破坏荷载。对比分析不同树脂含量的 GFRP 筋在受拉伸荷载作用下的初裂荷载以及破坏荷载表明：GFRP 筋为脆性材料;不同树脂含量下杆件首先是以剪应力错动为主,而后转为树脂和纤维的共同断裂与剪应力错动综合而破坏;不同树脂含量下的 GFRP 筋随着树脂含量的增加呈先增大后减小的趋势;GFRP 杆件的破坏强度较高,可以起到代替钢筋的作用。     

GFRP筋地下连续墙的工作性能分析

在地下连续墙中盾构穿越区域采用GFRP筋代替钢筋,可以使盾构机进出洞时直接切削地下连续墙掘进,简化了施工工艺,加快了施工进度,减少了施工风险,节约了投资。但是,GFRP筋地下连续墙在开挖及地下结构施工过程中的工作性能和变形分布规律及影响因素等尚不明确。为此,本文对GFRP筋地下连续墙进行了施工全过程的有限元分析和现场监测,并将有限元分析结果与现场监测数据作了对比,在此基础上进行了影响因素分析,并提出了设计和施工建议。     

BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁抗弯试验与有限元分析

通过抗弯性能试验,分析了玄武岩纤维增强筋(BFRP筋)/钢筋混合配筋混凝土梁的承载力、破坏形态、挠度及裂缝发展情况。在试验基础上利用ANSYS软件建立了BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的三维有限元数值分析模型,并与试验结果进行了对比。在数值分析模型基础上研究了FRP筋类型及其布置方式对混合配筋混凝土梁抗弯性能的影响。结果表明:BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的破坏形式均为钢筋屈服后受压区混凝土被压碎;配筋面积比Af/As越大,初裂荷载越小,裂缝总数越少,挠度逐渐增加;建立的数值分析模型能较准确地模拟BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能;BFRP筋、AFRP筋(芳纶纤维增强筋)及GFRP筋(玻璃纤维增强筋)与钢筋混合配筋混凝土梁的荷载-挠度曲线比较接近;与BFRP筋相比,CFRP筋(碳纤维增强筋)/钢筋混合配筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载分别高14.2%和9.3%,最大挠度小35%左右;BFRP筋的布置方式(单层或双层)对混合配筋混凝土梁抗弯性能的影响不大。     

不同表面特征GFRP筋加固钢筋混凝土T形梁抗剪试验研究

为研究不同表面特征的GFRP筋对加固后钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,以不同混凝土强度等级、不同纵筋配筋率以及不同表面特征GFRP筋为参数,对9根钢筋混凝土T形梁进行了表面内嵌GFRP筋的静力加载试验,并分析其影响因素。结果表明,GFRP筋的表面特征是影响加固梁破坏形态的重要因素,光圆GFRP筋加固梁更容易发生粘结破坏。内嵌GFRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能提高弯剪段开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。光圆GFRP筋加固对弯剪段开裂荷载影响显著,螺纹GFRP筋加固对屈服荷载和极限荷载影响明显。GFRP筋的表面特征对加固梁抗剪承载力的影响要大于混凝土强度等级和纵筋配筋率。GFRP筋表面特征对其应变大小有明显影响,螺纹GFRP筋的应变远大于光圆GFRP筋,因此螺纹GFRP筋利用率高,加固效果好。     

复合配筋预应力混凝土管桩抗弯性能试验和数值分析

开发研制了复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩(以下简称PRC-G桩),并进行了抗弯性能的现场抗弯试验和数值分析。试验研究结果表明,GFRP筋可以明显改善常规管桩的抗弯性能,其开裂荷载和极限荷载均有显著的提高,破坏时PRC-G桩均是受压区混凝土破碎而PRC桩的预应力筋被拉断;数值分析结果表明,PRC桩破坏时,预应力钢筋达到屈服强度1 420 MPa,PRC桩受压区混凝土未达到标准抗压强度,桩身未被破坏;PRC-G桩破坏时,受压区混凝土最大压应力为52.03 MPa,受压区混凝土破碎,管桩破坏。抗弯数值模拟和抗弯试验的结果表明,两者的荷载-挠度曲线的规律基本一致。研究成果可为复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩在工程中的推广应用提供理论依据。     

承受短期荷载的粘钢加固梁刚度与挠度研究

为研究粘钢加固对构件刚度的影响 ,通过试验对不同形式的粘钢加固梁在短期荷载作用下的破坏形态进行观察和分析 ;结合钢筋混凝土梁的相关理论 ,提出粘钢加固构件在短期荷载作用下的刚度和挠度计算公式。计算结果表明理论计算值与试验值吻合较好 ,可供粘钢加固设计参考     

钢筋混凝土板的受剪承载力计算方法探讨

阐述了作者在钢筋混凝土矩形板受冲、剪作用方面的试验研究成果。结合试验成果 ,对现行混凝土结构设计规范中钢筋混凝土板的受剪承载力计算方法进行了讨论。给出了适用于任意宽跨比的钢筋混凝土矩形板的受冲、剪承载力计算方法 ,并提出了钢筋混凝土矩形板受剪的设计建议 ,可供新一轮的混凝土结构设计规范修订时参考。