GFRP筋增强ECC梁的抗弯性能研究

利用玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋取代钢筋作为混凝土结构增强筋可以有效解决侵蚀环境下钢筋锈蚀问题,但存在着延性不足的问题,结构常常呈脆性破坏。研究了GFRP筋高韧性水泥基复合材料(ECC)梁的抗弯性能,并与GFRP筋普通混凝土梁和钢筋混凝土梁进行对比,结果显示GFRP筋ECC梁在抗弯承载力和延性方面均优于GFRP筋普通混凝土梁,并且GFRP筋ECC梁具有类似于钢筋混凝土的塑性破坏特征,不同于GFRP筋普通混凝土梁的脆性破坏。GFRP筋与ECC具有良好的协同工作能力,并且两者均具有优异的耐久性能,因此在海洋工程、冬季撒除冰盐的公路与桥梁工程等领域具有广阔的前景。     

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。     

高强钢筋约束混凝土柱轴压试验研究

为了研究混凝土强度、箍筋强度、箍筋形式和配箍率等因素,对配制600 MPa高强箍筋约束混凝土柱力学性能,制作了8根轴心受压柱,进行了轴心受压试验。轴压试验研究结果表明:配有配制600 MPa高强钢筋的混凝土柱在轴心荷载作用下受压钢筋和混凝土能很好地协同工作,钢筋和混凝土的强度均能得到较好发挥;高强钢筋作为箍筋,不能直接提高构件的峰值荷载,但可以通过约束核心混凝土提高构件的延性,从而提高极限承载力;复合箍筋对构件承载力和延性的提升效果较好。     

GFRP筋混凝土板抗弯性能试验研究

对配置GFRP筋的混凝土板进行抗弯试验,研究了GFRP板的承载力和刚度,得到了GFRP板的承载力试验值.结果表明,GFRP筋可以部分代替受拉钢筋,实际工程中,需要研究和提出基于GFRP筋的承载力计算公式.     

混合配置GFRP筋与钢筋的圆形截面混凝土受弯构件承载力计算

根据钢筋和GFRP筋的本构模型,提出钢筋和GFRP筋混合配置的圆形截面混凝土构件正截面受弯承载力计算基本假定和截面受力平衡条件,并推导出了GFRP筋和钢筋混合配筋混凝土适筋梁正截面受弯承载力建议计算公式。通过与现有规范、规程相对比验证,得出建议公式可作为配置纯GFRP筋或钢筋的圆截面混凝土构件的设计公式。此外,对5组GFRP筋混凝土梁和2组混合配筋混凝土梁进行了静力抗弯试验,试验结果表明,纯配与混配构件的正截面受弯承载力建议公式计算值与试验实测值相比都有一定的安全储备,承载力系数在1.59~2.43之间,证明了建议公式的合理性,可供工程设计参考。     

箍筋类型对GFRP筋增强混凝土梁性能的影响

传统混凝土结构因钢筋锈蚀带来的安全问题,引起了广泛的关注。FRP筋具有轻质高强、耐腐蚀等优点,因此被建议替代混凝土结构中的钢筋。为了探究不同类型GFRP箍筋对GFRP筋混凝土梁性能的影响,对配备两种不同箍筋的GFRP筋混凝土梁分别进行了静力加载试验,分析了GFRP筋混凝土梁失效演化过程,讨论了箍筋类型对GFRP筋混凝土梁破坏模式、应力应变状态和荷载位移曲线的影响。最终结果表明：GFRP传统螺纹箍筋梁比GFRP管切割箍筋梁承载能力更高,传统螺纹箍筋转变为管切割箍筋时,梁破坏模式从弯曲破坏变成剪切破坏,GFRP传统螺纹箍筋梁的延性更好。     

FRP筋与HRB筋混合配筋混凝土梁变形及延性性能试验研究

为了研究FRP筋与普通钢筋(HRB筋)混合配筋混凝土梁变形及延性性能,选用GFRP和BFRP筋材,设计制作了8根混合配筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁,分析了试验梁裂缝以及挠度的变化情况,探讨了混合配筋混凝土梁截面延性系数的计算方法。结果表明:混合配筋混凝土梁裂缝开展机理与钢筋混凝土梁基本相同,相同荷载水平作用下挠度比钢筋混凝土梁增大约20%~90%;延性系数随着配筋率的增大和FRP筋与钢筋面积比的增大而减小,建议混合配筋混凝土梁满足延性要求时配筋率为0.8%~1.26%,FRP筋与钢筋面积比小于1.28。     

GFRP管钢筋混凝土组合构件抗弯承载力计算

GFRP管钢筋混凝土组合构件是在GFRP管内设置钢筋,再在其内部浇筑混凝土而形成的一种新型组合构件。这种组合构件在弯矩作用时,GFRP管对混凝土的紧箍效应仅存在部分受压区,而对受拉区混凝土约束作用不明显,受拉区的GFRP管与钢材单独受力。分别利用极限平衡理论和统一理论,建立了GFRP管钢筋混凝土组合构件的抗弯承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

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。     

FRP筋钢纤维混凝土梁延性性能研究

以钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.0%/0)以及玻璃纤维增强复合材料筋(GFRP筋)和碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)两种筋材为试验变量,进行了6根纤维增强复合材料筋(FRP筋)混凝土构件的受弯性能试验,用以评价钢纤维体积率对FRP混凝土构件的延性提升效果。试验结果表明,随着钢纤维掺量的添加,FRP筋混凝土梁的延性指标提升了16%～48%,极限承载力提高了5%～13%,说明钢纤维的掺加对FRP筋混凝土梁的延性指标和承载力有积极作用。