FRP筋混凝土结构的研究现状分析

近年来,国内外就FRP筋自身的力学特性以及FRP筋混凝土结构的力学性能开展了大量研究。FRP筋耐久性能、FRP筋与混凝土的粘结机理、FRP筋混凝土梁和柱的受力性能、FRP筋混凝土柱和框架的抗震性能是目前研究的主要方向。现有研究表明:大部分受弯构件中使用FRP筋作为纵向受拉筋能充分发挥其抗拉性能,但结构易发生脆性破坏,现有规范的计算方法不适用于该类构件的计算;FRP筋替代钢筋作为柱中主要受力筋会导致抗压强度和延性不如普通钢筋混凝土柱;纤维改性混凝土能够显著提高FRP筋混凝土构件的延性,FRP筋和钢筋的混合配筋柱的抗震性能要明显优于FRP筋柱。下一步研究中,应建立可靠的FRP材料及构件的耐久性测试和评估方法;改善FRP筋与混凝土,尤其是改性混凝土之间的粘结性能;完善现行规范中FRP筋承载力计算方法;建立FRP筋构件抗震设计体系。     

高温(火灾)下FRP筋混凝土构件力学性能研究进展

钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性降低的重要原因。FRP筋具有轻质、高强和耐腐蚀等优异特性,因而有望成为传统钢筋的补充材料。FRP筋混凝土构件在服役过程中会受到高温(火灾)环境的威胁,因而FRP筋及FRP筋混凝土构件在高温(火灾)作用下的力学性能是其应用于实际工程时所面临的重要课题。综述了国内外FRP筋及FRP筋混凝土构件高温力学性能的研究成果,包括FRP筋的高温力学性能、高温对FRP筋-混凝土粘结强度的影响及FRP筋混凝土构件抗火设计方法,并对相关文献的试验数据与理论成果进行了分析和总结,指出了未来需进一步研究的方向。     

FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究进展

与普通钢筋相比,FRP筋具有抗拉强度高、抗腐蚀性能优良、重量轻、弹模低等优点,较适用于特殊环境下的混凝土结构。但是FRP筋的横向强度很低,因此,关于FRP筋混凝土结构的抗剪性能是国内外工程领域非常关注的一个问题。本文分别介绍了国内外关于非预应力和预应力FRP筋混凝土结构抗剪性能研究的主要成果,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

混凝土结构用纤维增强塑料筋的耐久性评述

钢筋锈蚀在房屋建筑、公路、桥梁、大坝等混凝土结构中大量存在,是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一。纤维增强塑料筋(FRP筋)作为一种钢筋替代材料在混凝土工程中的应用是解决钢筋锈蚀问题的新途径之一。本文对FRP筋及型材在多种环境条件下的耐久性问题的国内外研究进展现状进行了分析,并对今后FRP筋及型材的耐久性研究趋势作了展望。     

FRP筋高韧性纤维混凝土复合结构抗震性能研究进展

高韧性纤维混凝土(ECC)具有优异的韧性、卓越的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,在结构抗震中有极其优良的性能;FRP筋强度高,耐腐蚀性好。当两者结合起来使用时不仅克服了普通混凝土的不足,还能满足结构耐久性和特殊性能的要求。介绍了FRP筋与ECC之间的粘结工作机制,及其组成构件和结构的抗震性能。国内外研究表明,在抗震结构中使用FRP筋ECC构件,可以减少残余变形,提供相对大的弹性变形的能力。最后简要概述了针对FRP筋ECC复合结构抗震性能评价的综合性能指标法,提出了还需进一步研究完善的方向。     

FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明：钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%～33%,抗弯性能提升了4%～21%,延性提升了22%～89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。     

玄武岩FRP筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过6根玄武岩FRP筋混凝土梁与6根钢筋混凝土梁静力加载对比试验,研究不同纵筋配筋率的玄武岩FRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁的受力性能,分析其承载力变化过程、破坏形态、挠度变形与裂缝发展情况。试验结果表明,玄武岩FRP筋混凝土梁载荷–挠度曲线近似为直线,但仍然具有较好的延性;开裂载荷与极限载荷相比钢筋混凝土梁略低;裂缝宽度在2.5 mm以内,且分布对称均匀,裂缝间距略大于钢筋混凝土梁;玄武岩FRP筋混凝土梁产生的挠度较大,应提高玄武岩FRP筋与混凝土之间的粘结性能,最大限度发挥玄武岩FRP筋抗拉强度高的特点。     

纤维增强塑料筋混凝土黏结强度影响因素研究综述

随着时代的发展,钢筋混凝土结构的应用已经得到广泛推广,但钢筋腐蚀问题也日益突出。国内外学者对纤维增强塑料(FRP)筋作为钢筋替代材料在混凝土的应用试验研究中,取得了一定成果,对FRP筋混凝土黏结强度影响因素规律进行总结归纳,为将来FRP筋的生产制作及FRP筋混凝土结构应用提供参考。     

FRP筋海水海砂混凝土研究现状综述

海砂混凝土和纤维增强复合材料筋（FRP筋）的组合应用是避免传统钢筋混凝土结构锈蚀破坏的有效途径。该文介绍了FRP筋、海砂混凝土、海水海砂混凝土和FRP筋海水海砂混凝土的研究现状和应用情况,指出FRP筋海水海砂混凝土尚需研究的问题。FRP筋海水海砂混凝土的研究和应用,能为我国沿海建筑用砂紧缺和岛礁建筑等海洋开发提供新的建设思路。     

FRP筋长期力学性能研究进展

 FRP筋具有优异的耐腐蚀性能,是替代普通钢筋和预应力钢筋用于腐蚀环境和特殊工程的最佳选择之一。同 时,FRP筋又具有抗拉强度高、疲劳性能优、徐变松弛性能好等优良力学性能。本文在系统地查阅国内外代表性研 究文献的基础上,对FRP筋的长期力学性能进行了研究和总结。     

FRP加固钢筋混凝土结构的防腐阻锈特性研究

纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,简称FRP)一般具有不透水和不透气的性质,是一种阻锈性能良好的材料.本文介绍了FRP加固锈蚀混凝土结构抗腐蚀特性的最新研究成果,分析了FRP种类、FRP树脂胶、FRP层数和纤维方向等对防腐效果的影响,并探讨了FRP加固锈蚀混凝土结构的防腐阻锈机理.     

拉挤玻璃钢筋增强混凝土研究

本文在分析比较了钢筋混凝土上用钢筋和拉挤玻璃钢筋的性能、特点的基础上,初步探讨了用拉挤玻璃钢筋增强混凝土的可行性,并给出了拉挤玻璃钢筋增强混凝土构件的截面弯矩－曲率（Ｍ－φ）关系曲线的预测,还与钢筋混凝土构件与截面弯矩－曲率（Ｍ－φ）关系曲线进行了对照。     

FRP管增强混凝土结构的性能研究

纤维缠绕聚合物基复合材料(FRP)管增强混凝土结构已成为目前国际土木工程界研究的新热点.本文从组分材料特性和组合结构两方面综合阐述了FRP管增强混凝土结构的工作机理,并与传统钢管混凝土结构进行对比分析,表明该组合结构具有极大的优越性.全面介绍了该技术的国内外研究发展现状,并对今后的发展和研究方向进行了展望.     

倒角半径对FRP加固混凝土柱力学性能影响的试验研究

设计制作了普通钢筋混凝土受压短柱试件,分成5组进行试验,每组的倒角半径分别为0、10mm、30mm、50mm、70mm。每组又分别按照未加固和粘贴不同层数的FRP进行分类,试验在500T的液压试验机上进行。试验结果表明,倒角半径的大小和FRP布粘贴层数能均影响混凝土柱的强度和延性,具体表现在当倒角半径和纤维布层数在合理范围内时能提高其强度和延性,当二者过大时,不论其强度和延性都会降低,且表现为脆性的剥离破坏。     

纤维布与混凝土之间粘结力的试验方法研究

本文在文献研究的基础上,设计了一种简单易行的试验装置,通过直剪试验测定复合纤维布与混凝土之间的粘结强度,得出各测点离端部距离-应变关系曲线,进而绘出复合纤维布中沿粘结方向的粘结应力分布,以确定有效粘结长度.所得初步结论为梁抗弯、抗剪加固的粘结提供设计参数.     

纤维增强塑料板在日本砼结构加固工程中的应用

介绍日本纤维增强塑料(FRP)的基本性能和FRP板用于砼梁、柱和隧道衬砌方面的加固应用情况,简要讨论了该类结构的基本破坏模式,旨在推动FRP在我国砼结构加固工程上的应用。     

全FRP筋混凝土梁斜截面承载力研究进展

纤维增强复合材料(FRP)作为混凝土结构的新型高性能增强材料,受到了国内外土木工程界的广泛关注。全FRP筋混凝土梁斜截面受剪承载力的计算需要考虑FRP纵筋和FRP箍筋的特殊影响。在大量试验研究的基础上,各国规范均提出了全FRP筋混凝土梁斜截面承载力的计算公式,其中包括中国规范(GB 50608—2010)、日本规范(JSCE 1997)、英国规范(BISE 1999)、意大利规范(CNR-DT 203/2006)、美国规范(ACI 440.1R-06)、加拿大规范(CSA.S 806-12)。用这6种规范所提供的计算模型分别计算33根试验梁的斜截面承载力,并与试验结果作对比,以此评价这些方法的可靠性。     

玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土柱的轴压试验研究

通过21根圆形截面玄武岩纤维(BFRP)-箍筋复合约束混凝土柱的轴压试验,研究玄武岩纤维层数、箍筋的间距对约束混凝土柱的轴压性能影响。试验结果表明,玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土的轴压性能明显优于单一材料(玄武岩纤维或箍筋)约束的混凝土,随着玄武岩纤维层数的增加以及箍筋间距的减小,玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土试件的承载能力和变形能力有效提高。玄武岩纤维-箍筋复合混凝土试件的应力-应变曲线可分为弹性阶段、过渡阶段、强化阶段及残余阶段4个阶段。基于本文及相关文献的试验研究结果,提出纤维-箍筋复合混凝土圆柱的承载能力计算模型,对比表明该模型与试件结果吻合较好。     

复合纤维抗剪加固掺粉煤灰混凝土外伸梁试验研究

通过对比试验方法,分别研究了外掺粉煤灰混凝土外伸梁在完好状态、损坏状态、不持荷状态和持荷状态下,采用复合纤维对梁斜截面进行抗剪加固的受力性能和破坏特征.在试验结果对比分析的基础上,对复合纤维抗剪加固机理进行了分析.研究结果表明,复合纤维加固能改善抗剪破坏的脆性,明显提高外伸梁的抗剪承载能力,增加外伸梁刚度,降低挠度.