预应力FRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

对5根以FRP筋为有粘结预应力筋、以普通钢筋为非预应力筋的预应力混凝土梁受弯性能进行试验研究。根据试验结果对预应力FRP筋混凝土梁受力过程、破坏模式及裂缝情况进行了较为详细的研究。测定了梁的极限承载力、变形发展及裂缝分布等情况。试验研究结果表明：与预应钢绞线混凝土梁相比，预应力CFRP筋混凝土梁具有很好的变形能力而极限承载力相差不多，但是预应力AFRP筋混凝土梁承载力较低。通过计算得到的极限承载力、挠度与试验结果吻合较好。     

四种预应力FRP筋材锚固体系的试验研究

开发出安全、经济、实用的锚固体系是应用预应力FRP结构的前提条件。通过对我国现有张拉设备的套筒灌胶式、粘砂夹片式、带胶挤压式及带粘结护套的夹片式等四种FRP筋材锚固体系的试验研究,结果表明:粘结套筒长度大于200 mm时,套筒灌胶式锚固体系即可取得理想的锚固效果;粘砂夹片式和挤压式FRP筋材锚固体系的锚固性能不够稳定;带粘结护套的夹片式FRP筋锚固体系对表面经过处理的FRP筋材可取得较好的锚固效果。     

预应力FRP筋混凝土梁的抗震性能试验研究

进行了8根混凝土梁在低周反复荷载下的拟静力试验,对其受力过程、破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行分析比较,研究不同预应力筋种类和预应力度(PPR)对预应力梁抗震性能的影响。考虑材料的非线性,对试验梁进行有限元计算分析。有限元计算和试验结果表明,预应力度是影响预应力梁抗震性能的主要因素,抗震性能随着预应力度的增加而逐渐降低;在同等预应力度的条件下,无粘结预应力FRP筋混凝土梁的耗能能力最好;采用有粘结和无粘结预应力相结合后,试验梁的延性指标有所提高,延性比有粘结和无粘结预应力梁分别提高12%和26%,滞回曲线变得更加丰满,对结构抗震性能有利;有限元计算结果与试验结果较为吻合。     

不同筋材界面剪切试验研究

为了研究废旧轮胎、土工格室和土工格栅3种不同土工合成材料的筋-土界面抗剪特性,对试样开展了一系列大型直剪试验。对比了3种筋材的加筋效果,并研究了竖向荷载对筋-土界面抗剪强度和剪应力-剪切位移曲线特征的影响。试验结果表明:筋-土界面的剪切应力与剪切位移关系为非线性;几种不同筋材加筋效果较为显著,其中废旧轮胎的加筋效果最为明显;筋-土界面的黏聚力提高较大,内摩擦角变化相对较小,表明筋-土界面主要依靠提高黏聚力增大其抗剪强度。确定了各筋材加筋界面抗剪强度指标,并分析了3种筋材的加筋机理。     

预应力FRP筋增强竹梁力学性能试验研究

针对竹结构受弯构件截面刚度低、承载力与跨越能力不足等应用局限,提出预应力FRP筋增强竹梁的方法,给出了其关键制造工艺。制作了4个预应力FRP筋增强竹梁和1个对比竹梁,研究参数包括FRP筋直径和预应力大小。结果表明,预应力FRP筋增强竹梁破坏始于梁底边缘竹材纤维受拉断裂,预应力的施加能够使竹材的抗压强度利用得更加充分,破坏时的延性特征更为明显,预应力FRP筋增强竹梁对应各个相关规范挠度限值时的荷载值都得到了较大提高,预应力的施加使得构件截面刚度得到了有效的提高,其提高幅度随着施加预应力的增大而增大。采用复合梁理论对预应力FRP筋增强竹梁试件的截面刚度进行预测,结果表明截面刚度预测结果与试验结果吻合很好。     

钢绞线、FRP筋预应力加固混凝土梁抗弯性能试验研究

纤维增强复合材料是一种新型的材料,对FRP筋材使用预应力的方式加固混凝土梁,是一种新兴的加固技术,可以有效地发挥FRP的高强性能。为了研究混凝土梁加固以后的抗弯性能,采用试验研究与理论分析相结合的方法,制作了12根混凝土梁试件,通过试验比较CFRP筋、BFRP筋和高强钢绞线3种预应力筋材的加固效果,包括开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,对加固梁的裂缝开展、刚度提高以及破坏形式进行初步研究和探讨。     

预应力FRP筋梁抗弯性能有限元分析

针对不同类型的预应力纤维增强聚合物筋对预应力混凝土梁力学性能影响的问题,本文以预应力纤维增强聚合物筋搭配一定数量的非预应力普通钢筋,设计15根有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土简支梁,以5根为一组,分3组,分别配以碳纤维筋,芳纶纤维筋和玻璃纤维筋作为预应力筋,并以ANSYS有限元分析软件为研究手段,通过改变预应力纤维增强聚合物筋的类型,使用有限元方法开展了受弯构件的力学性能分析,其中包括了特征荷载分析、位移延性分析和刚度分析。结果表明:使用本文的有限元建模方法,可以用于有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土梁抗弯性能的研究;根据有限元分析得出的数据,发现在达到屈服荷载之后,纤维增强聚合物筋对混凝土梁的抗弯性能影响较大;达到屈服荷载之后,梁的抗弯性能(特征荷载、位移延性和刚度)受纤维增强聚合物筋本身的力学性能的影响较大。     

FRP筋与混凝土粘结性能试验研究

FRP筋与混凝土的粘结性对工程结构的耐久性有着至关重要的影响。粘结性的影响因素有:筋直径、粘结长度、筋表面情况等。通过制作13个拉拔试块进行粘结性的试验研究,试验采用中心拉拔方式进行。试验采用直径20和25的FRP筋,埋置深度为直径的3~5倍,观察试验中的试件破坏形态有FRP筋拔出破坏和混凝土劈裂片破坏,根据拔出荷载来计算二者的粘结强度。分析GFRP筋拉拔承载力与直径和埋深的关系表明:拉拔承载力随着直径和埋深的增大而增大,而增长率逐渐减小。随着直径与粘结长度的增大,GFRP筋与混凝土之间的粘结强度逐渐减小。     

FRP筋混凝土梁延性性能试验研究

FRP筋的线弹性力学性能导致FRP筋混凝土结构延性较差,因而FRP筋混凝土结构的延性已成为其应用中最受关注的问题之一.本文通过对FRP筋混凝土梁的位移延性、曲率延性、能量延性及综合性能指标的试验研究,指出了适合FRP筋混凝土构件的延性计算方法.     

FRP筋与ECC粘结性能试验研究

纤维增强水泥基复合材料(ECC)是一种新型高性能建筑材料,具有假应变硬化和超高的韧性等特性,将其用于工程结构可大幅提升结构的承载力、延性和耗能性能。而FRP筋与ECC材料之间的粘结性能是影响FRP增强ECC结构力学性能的关键因素。文章通过FRP-ECC拉拔试验研究了FRP筋与ECC的粘结破坏机理和破坏形态,分析了FRP筋的类型、直径、锚固长度和FRP筋的外形等因素对FRP筋与ECC之间的粘结性能的影响。     

FRP筋与混凝土粘结性能的试验研究

进行了28个纤维聚合物(FRP)筋拔出粘结试验,试验变量为FRP筋种类、FRP筋直径、混凝土强度和粘结长度,拔出试验记录了拔出荷载、FRP筋加载端滑移、破坏现象。FRP筋破坏形式是表面脱落和筋断裂,而混凝土未出现明显破坏。随着FRP筋的种类、直径、粘结长度不同,粘结强度变化范围是7.96~41.80MPa,粘结强度随着粘结长度、直径增加而减少,与混凝土强度无关。     

FRP筋复合式锚具锚固性能的试验研究

当复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索应用到缆索承重桥梁的拉索体系中时,粘结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。对此,根据普通拉索锚固体系的特点,并结合FRP筋夹片式锚具和粘结式锚具的研究成果,提出了锚固FRP筋的复合式锚具。复合式锚具由后部的楔紧锚固和前部的粘结锚固组成,其中楔紧锚固部分包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,粘结锚固部分包括钢套筒和粘结介质-活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)。静载试验研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等参数对复合式锚具锚固性能的影响。结果表明:复合式锚具试件中的极限荷载最大为208kN,相应的锚固效率系数为104%,大于95%,满足规范要求。复合式锚具两种锚固形式的锚固长度较合理组合为:对不预张拉锚具,可取锚杯长度40mm以及粘结锚固长度100mm;对预张拉锚具,可取锚杯长度60mm以及粘结锚固长度60mm。提出的复合式锚具极限荷载计算式具有较好的适用性。     

预应力FRP筋锚具的研发

本文对课题组所研制的多种预应力FRP筋锚具进行了介绍,分析了各类锚具的特点,对锚固效果的影响因素进行了研究,深入分析了FRP筋锚固和钢筋锚固的不同之处后,提出了对已研制锚具进一步的改进措施.     

预应力FRP筋锚具的研究与发展

通过查阅国内外的文献,介绍预应力FRP筋锚固技术的研究现状,主要涉及预应力FRP筋的锚固系统要求和锚具研究成果,并对预应力FRP筋锚具在国内的研究和应用提出了建议。     

套筒灌胶式FRP筋材锚固体系的试验研究

在国外几种较为成熟的FRP筋材锚固方式的基础上,对基于我国现有张拉设备的套筒灌胶式FRP筋材锚固体系进行了试验研究,对影响该体系锚固性能的主要因素进行了分析,并归纳了该锚固体系操作的主要过程及优、缺点,从而开发出安全、经济、实用的锚固体系。     

FRP筋材力学性能检测方法对比研究

不同FRP筋检测方法会影响其力学性能的测试结果,对其在工程安全应用存在影响.文中对美国、日本等国家的FRP推荐规程和相关学者的试验技术进行了归纳和对比,总结FRP筋拉伸试验、受压试验、剪切试验、蠕变试验等几种主要的试验技术.对比研究了试件数量、长度、锚固、加载、测量和数据处理方法等,分析了各测试方法间存在的差异,并对FRP筋相关试验的有效试件数量、试件长度、锚具的类型、加载装置及应变测试方法等提出了建议.     

预应力FRP筋混凝土构件研究进展

工程实践中,由于纤维增强复合材料的高强、轻质、不易腐蚀、无导电、无磁性这些特性,FRP材料已经被用于混凝土构件中来替代预应力钢筋。美国混凝土协会在纤维增强聚合物加固技术会议上做了有关预应力FRP筋混凝土构件方面的学术报告,出版了ACI440.4R-04规范。文章对规范中预应力FRP筋混凝土相关部分做一概述并比较了预应力FRP筋与传统预应力钢筋差别。     

温度影响FRP筋混凝土变形性能的试验研究

正土耳其研究人员开展了温度变化影响FRP筋混凝土变形性能的试验研究。FRP筋包括玻璃纤维筋、碳纤维筋、芳纶纤维筋和玄武岩纤维筋。制作了3种不同强度等级的棱柱钢筋混凝土试件,在其内部放置了FRP筋。通过对试验试件进     

FRP筋与混凝土粘结滑移性能的试验研究

通过对埋入混凝土一定深度的螺纹FRP筋的对称拉拔试验,研究了FRP筋与混凝土间界面的粘结滑移及界面应力传递机理,分析了自FRP筋加载端至自由端界面粘结滑移的发展、传递过程,探讨了FRP筋沿埋入深度方向的界面剪应力变化及界面粘结滑移的破坏特征。本文研究结果表明,FRP筋与混凝土界面剪应力及FRP筋滑移自FRP筋加载端至自由端逐步传递,滑移量逐渐减小;FRP筋混凝土与钢筋混凝土滑移破坏有着本质的区别,钢筋混凝土产生滑移时主要是混凝土撕裂和压碎,而FRP筋混凝土滑移破坏是以筋肋削弱或剪切破坏为主要特征。     

FRP筋混凝土简支梁试验研究

本文通过5根FRP筋和1根钢筋混凝土简支梁三分点加载试验,研究了使用阶段二者之间受弯力学性能的差异,得到了FRP筋混凝土梁的开裂荷载、裂缝分布特征、荷载—变形关系,并根据试验结果及理论分析,提出了FRP筋混凝土梁开裂弯矩计算公式,理论计算与试验结果及文献数据较吻合。