FRP约束素混凝土短柱轴压性能的试验研究

通过对不同约束比λ＇下的19个纤维环向约束加固的方形倒角的素混凝土轴心受压短柱的试验研究，表明纤维环向约束是提高柱轴向承载力、改善延性的有效的方法，同时验证了纤维的不同类型、包裹方式、混杂纤维的不同混杂匹配对加固效果有较大的影响。本文还提出FRP约束混凝土短柱的应力-应变全曲线呈“π”状，将其破坏过程分为弹性上升、弹塑性上升、持荷（强化或软化段）、下降四个阶段，曲线的形状及曲线下面积的饱满程度反映了其变形能力的提高。     

混杂纤维加固混凝土方柱的轴压性能试验研究

通过对不同加固方式下的钢筋混凝土短柱轴压性能试验,研究了混杂纤维约束混凝土柱的破坏形态及荷载与钢筋、混凝土之间的应变曲线关系,以承载力和延性为指标对比分析了不同混杂方式、混杂体积比的混杂纤维约束混凝土柱的受力性能.试验结果表明:混杂纤维的约束作用可以有效提高柱的承载能力,并使其延性得到显著改善;对于其混杂越均匀和二级拉伸破坏的试件,表现出更好的混杂效果,体现出混杂纤维的优越性.     

纤维编织网增强混凝土加固混凝土柱轴压性能的研究

为进一步探究纤维编织网增强混凝土（Textile reinforced concrete, TRC）加固混凝土柱的轴心受压性能,本文研究了纤维编织网层数、纤维编织网搭接长度及使用短切纤维改性精细混凝土作为TRC基体等因素对TRC加固混凝土柱轴心受压性能的影响。结果表明：TRC加固素混凝土方柱的破坏形态和延性得到改善,承载力提高幅度达17.32%;对于TRC加固RC柱,纤维编织网搭接长度、短切纤维改性精细混凝土对TRC约束效果影响不明显,但随着纤维编织网层数的增加,TRC约束效果明显提高,TRC加固RC柱的延性得到改善,承载力提高幅度最高可达14.74%。文中最后对TRC加固RC柱的极限承载力计算公式进行推导,并给出计算模型。研究结果可为TRC加固混凝土柱的工程应用提供参考。     

碳纤维布约束型钢混凝土矩形柱轴压承载力

为了研究碳纤维布(CFRP)约束型钢混凝土矩形柱的轴压性能,对29个构件进行静力加载试验,考虑配筋率、预载水平、截面圆角半径和高宽比、纤维布加固率和加固方式共6个参数. 结果表明：所有约束柱均以核心区混凝土压碎和纤维布断裂为破坏标志;随着预载水平提高,布的有效拉应变不断减小,柱承载力降低;随着圆角半径增大和高宽比减小,纤维布环向应变更高且分布趋于均匀;随着加固率增加,柱破坏模式由弱约束转成强约束,纤维布加固效率降低;在同等用量布的加固下,当条带宽度和间距减小时,构件承载力增幅增加. 基于各因素对约束应力的影响,确定了区分大尺寸柱强弱约束模式的界限值;采用叠加法建立了多参数的约束型钢柱轴压承载力计算式.     

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力-应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能; 对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著; 相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60%~100%; 将IHFRP应力-应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.     

HFRP约束长龄期混凝土柱轴压性能的试验研究

为了研究龄期和混杂纤维布种类对加固混凝土柱抗压性能的影响规律,对碳、芳纶、玻璃、玄武岩和聚乙烯纤维层间混杂HFRP(hybrid fiber reinforced polymer)布约束长龄期混凝土柱的破坏形态、承载力和变形性能进行了试验.结果表明:1)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,大部分HFRP布约束混凝土柱抗压强度比未约束混凝土柱提高1.19～1.83倍,HFRP约束可以显著提高长龄期混凝土柱的抗压承载力;2)对于约束混凝土柱,当养护龄期超过28 d后,继续进行自然养护对其承载力的影响较小;3)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,HFRP布可以显著改善长龄期混凝土柱的变形性能,变形延性系数提高0.8～3.5倍.     

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压特性的试验研究

加固采用尼龙、芳纶和聚脂纤维丝混杂而成的层内混杂布(inner hybrid fiber reinforced plastics,IHFRP).通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、延性.试验结果表明,与无纤维布相比,有3、4层布的试样的抗压强度和峰值应变均提高;纤维布层数相同时,圆柱体试件的抗压强度、峰值应变比棱柱体试件高;与零倒角相比倒角半径增大,棱柱体试件的峰值应力和峰值应变有不同程度提高.采用压缩韧性指数对约束柱的延性进行评价,加固柱韧性指数I20高,接近理想弹塑性材料,非常有利于结构抗震耗能.     

钢筋混凝土轴压短柱包裹纤维材料后的承载性能研究

高强纤维材料在混凝土结构加固工程中已被广泛应用，其中利用约束混凝土原理，在柱环向缠绕纤维材料构成增强纤维塑料外壳后，能有效地改善原混凝土柱的承载性能，提高强度，增大延性。通过对钢筋混凝土圆形，矩形，椭圆形等截面短柱经不同高强纤维包裹后的22个轴心受压试件的试验研究，证实了柱截面形状对约束效果有很明显影响，文章讨论了纤维约束混凝土的工作机理，破坏过程，破坏性质，压溃荷载的计算方法，并对承载力等设计指标的取值提出了看法。     

混杂FRP加固腐蚀混凝土柱抗震性能试验

为了研究外贴混杂纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,简称FRP)加固腐蚀混凝土柱的抗震特性,对10根柱进行了低周反复加载试验,其中4根柱为对比柱,3根柱直接采用混杂FRP加固,其余3根柱在腐蚀后采用混杂FRP加固.试验研究了轴压比、配箍率对腐蚀柱抗震性能的影响.结果表明:钢筋腐蚀在一定程度上使混凝土柱的破坏呈明显的脆性;混杂FRP可以有效地改善腐蚀柱的抗震性能,延性和耗能能力提高显著,但承载力提高有限;当腐蚀率为5.1%时,混杂FRP加固腐蚀柱的位移延性系数、累积耗能与腐蚀未加固柱相比,最大可分别提高123%和12.5倍.     

不同纤维布约束钢筋混凝土柱的加固效果分析

采用ANSYS对不同纤维布约束钢混凝土柱的轴心受压性能进行了非线性数值分析，探讨了纤维布约束混凝土的加固机理，并与试验结果进行了分析比较．结果表明：碳纤维布对加固柱的加固效果明显强于玻璃纤维布对加固柱的加固效果，在实际加固工程中，应尽量采用碳纤维布加固钢筋混凝土结构．