FRP-PVC混凝土柱的力学性能

在线性Mohr—Coulomb强度理论的基础上,分析FRP—PVC混凝土轴压短柱的工作机理,提出其极限承载力计算时的基本假定,利用极限平衡法推导了PVC-混凝土轴压短柱的极限承载力公式;在PVC-混凝土轴压短柱极限承载力公式的基础上,拟合FRP条带对承载力的贡献,得到FRP—PVC混凝土轴压短柱的极限承载力公式。将本文的计算结果与文献试验结果进行比较,验证了理论公式的正确性。该结果为FRP—PVC混凝土轴压短柱的极限承载力分析提供了一定的理论依据,对实际工程设计有一定的参考价值。     

FRP约束混凝土圆柱体强度模型对比分析

近年来纤维增强复合材料(FRP)在土木工程结构中加固、修复上的应用日益广泛,故对FRP约束混凝土柱后强度提高的预测计算尤为重要。文章搜集了来自5篇文献的44个混凝土圆柱体试件,将国内外学者所提出的FRP约束混凝土圆柱体强度模型预测值和试验值进行了对比分析,发现已有FRP约束混凝土柱强度模型大多基于箍筋约束混凝土柱模型所提出,或是根据试验结果所提出的经验公式。并且经验公式的计算值与试验值的吻合程度要好于箍筋约束混凝土柱模型所提出的强度公式。     

基于统一强度理论的FRP约束RC柱承载力分析

基于统一强度理论,对FRP约束钢筋混凝土柱在轴向荷载作用下的力学性能进行了理论分析,得到了FRP约束钢筋混凝土柱承载力计算的统一公式,计算时可不再区分FRP材料的种类.并且在圆形截面承载力研究的基础上,采用面积等效、考虑混凝土强度折减系数的方法,得到了方形截面的FRP约束钢筋混凝土柱承载力公式.与有关文献的试验数据进行比较,结果基本一致.说明统一强度理论对于FRP约束钢筋混凝土柱承载力的理论计算有非常好的适用性,为FRP约束钢筋混凝土柱的研究提供了一定的理论依据.     

碳纤维条带加固混凝土短柱的试验研究

提出了在FRP条带加固描述碳纤维含量的指标,即相对纤维条带宽度fζrp并以此为参数对采用不同fζrp值加固的圆形混凝土轴心受压短柱进行试验研究。试验研究表明,这种加固方式能有效提高混凝土柱的承载力。     

混凝土轴心受压柱用FRP加固的承载力分析

通过FRP复合材料加固混凝土轴心受压柱,从而提高柱的承载力是有效的,但FRP加固混凝土轴压柱的承载力计算公式存在许多问题值得分析。本文在目前已提出的FRP加固混凝土轴压柱计算公式的基础上,引入应变滞后因子、含纤维特征值和约束比,建立了新的FRP加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力计算公式,提出了该公式的适用条件和应用范围,供工程界参考。     

圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验,在试验结果的基础上,考虑混凝土三向受压Richard公式与蔡绍怀公式,根据叠加法与极限平衡法建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的轴压承载力公式。研究结果表明,对比国内外规程,利用叠加法且考虑蔡绍怀公式计算出的承载力与试验结果吻合度最高。     

圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压承载力研究

为了研究圆形钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算方法,进行了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱在不同加固钢套管厚度下的轴心受压试验,在试验结果的基础上,考虑混凝土三向受压Richard公式与蔡绍怀公式,根据叠加法与极限平衡法建立了圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的轴压承载力公式.研究结果表明,对比国内外规程,利用叠加法且考虑蔡绍怀公式计算出的承载力与试验结果吻合度最高.     

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。     

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。     

二次受力CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度计算方法研究

在一次受力下CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度理论公式的基础上,按照叠加原理和强度代换原理推导了二次受力下CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度理论公式,并采用ANSYS软件对CFRP布加固混凝土柱的二次受力性能进行了数值模拟,将试验值与理论值及ANSYS值进行对比,结果基本吻合,证明了理论推导的科学性,为加固工程提供了一定的理论参考.     

外包纤维加固混凝土短柱轴压力学性能

通过对不同约束比情况下的 2 7个圆形、正方形倒圆角及正方形改椭圆形截面的混凝土柱经纤维材料包裹后的轴压短柱试验 ,证实了圆形与椭圆形截面柱能较好地利用纤维材料的抗拉能力 ,可获得良好的加固效果、证实了纤维包裹混凝土轴压全过程曲线也分为三个阶段 ,这是约束混凝土的特点。最后文章还讨论了纤维包裹加固柱的破坏性质和抗力设计指标等取值问题。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力 应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明:模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

温度对碳纤维布加固混凝土方柱承载力的影响分析

根据低温条件下碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的试验结果,利用Excel软件中单因素方差分析方法来分析温度对碳纤维布加固钢筋混凝土方柱承载力的显著性,分析结果表明：温度对碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的承载力有显著影响。     

Numerical simulation on seismic retrofitting performance of reinforced concrete columns strengthened with fibre reinforced polymer sheets

This paper evaluates the seismic performance of reinforced concrete columns retrofitted with fibre reinforced polymer (FRP) sheets through numerical simulations of the load–deformation response using two-dimensional finite element analysis (2D-FEA). The relatively rational mesh configuration is verified through comparison of analysis results obtained from the different mesh configurations. The seismic performance of three reinforced concrete (RC) columns strengthened with FRP sheets is assessed through a series of parametric studies, and the applicability of existing crack models and constitutive relationships on crack discontinuity and concrete compressive behaviour are validated. Comparisons of analysis results with tests shows that an equivalent uniaxial strain model and a failure criterion can be used to accurately simulate nonlinear behaviour and the failure of concrete under a biaxial stress state, respectively. Moreover, it is shown that a modified confinement model can be simply adopted to evaluate confined effects from hoop steel and FRP on concrete, which generally operate in three-dimensional confinement. Lastly, the seismic retrofitting performance of RC columns wrapped with FRP sheets is verified by analysing load–deformation responses and the progression of stress–strain at inflection points and bottoms of the columns.     

碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压性能研究

对碳纤维布约束的混凝土柱(从方形截面逐步过渡至圆形截面)进行了轴压性能试验。试验研究了碳纤维布约束混凝土柱的破坏形态及轴压应力与轴向、横向应变之间的变化曲线,确定了碳纤维布的有效应变系数。探讨了FRP材料约束混凝土矩形柱的侧向约束机理;提出了新的有效约束面积模型及侧向约束压力计算公式。基于现有试验研究成果,建立了碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压强度与峰值应变计算模型。针对碳纤维布充足约束混凝土矩形柱的应力-应变反应,提出了双线性理论模型,理论计算曲线与试验曲线基本吻合。     

增强纤维约束混凝土轴压应力-应变关系试验研究

本文通过不同增强纤维包裹的混凝土圆截面短柱的轴压试验,并结合国内外同类试验结果分析,认为纤维约束混凝土根据约束刚度比βj或约束比ξ的不同,可分为强、弱约束两种不同情况,分别讨论了它们在弹性、弹塑性及强化或退化不同阶段核心混凝土所处的状态和应力-应变曲线的特点,认为约束刚度比决定了强化或退化段的直线斜率,约束比决定了强约束混凝土的强度。文章给出了适用于纤维强、弱约束混凝土统一函数形式的应力-应变曲线方程及特征点和相应系数的确定方法,其结果与试验值吻合较好。     

FRP约束钢管混凝土轴压构件力学性能研究

进行了9个钢管混凝土轴心受压构件的试验研究,对其中的6个构件包裹了纤维增强复合材料(FRP)。试验参数为钢管截面形状、截面尺寸和包裹FRP的层数。试验结果表明,FRP约束圆钢管混凝土可以较好地发挥FRP约束混凝土和钢管混凝土的双重优点,构件在具有较高承载力的同时还具有较好的延性。最后,提供了FRP约束圆钢管混凝土轴压构件承载力的简化计算公式。     

FRP强约束混凝土配筋柱稳定承载力的试验研究

通过长细比Lb为4.5～17.5的6根截面经圆弧化处理、外包FRP后的矩形截面的钢筋混凝土柱的轴心受压试验,研究了长细比对稳定承载力的影响。结果表明:长细比对FRP约束混凝土柱的稳定承载力影响远比螺旋配筋柱和普通钢筋混凝土严重,但当长细比不大于17.5时,其稳定承载力仍比未包裹柱高20%(约束比ξ=0.188)以上。讨论了影响稳定系数φ的因素,给出了稳定系数的参考值,可供工程设计人员参考。     

混凝土柱截面形状对纤维包裹加固效果的影响

通过圆形、矩形、矩形倒圆角和矩形改椭圆形截面的混凝土柱经纤维材料包裹后的轴压试验 ,证实圆形与椭圆形截面柱能较好地利用纤维材料的抗拉能力 ,获得良好的加固效果 ,其原因在于这些截面形状的周边从受荷一开始就存在侧向约束作用。最后还讨论了纤维包裹加固柱的破坏性质和抗力设计指标等取值问题     

空间曲面纤维网格制作及加固水下混凝土柱试验研究

平面纤维（FRP）网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空间曲面纤维网格加固水下混凝土柱的施工工艺,并进行了轴压试验研究,试验结果表明：空间曲面纤维网格加固水下混凝土试件的轴压性能明显优于未加固混凝土圆柱试件,随着纤维网格纤维用量的增加,加固试件的承载能力和变形能力能有效提高,并取得和陆上试件相近的加固效果,根据纤维网格约束量的不同,水下加固试件的应力-应变曲线表现为软化、强化与临界行为,采用现有FRP约束混凝土模型能够较好地预测空间曲面纤维网格加固水下混凝土的极限应力与极限应变。