连续玻璃纤维筋的基本力学性能研究

本文通过试验测试了连续玻璃纤维筋的基本力学性能指标。在此基础上，对其代替钢筋的可行性进行了分析。结果表明，通过适当的设计，连续玻璃纤维筋完全可用于预应力混凝土结构中，发挥其优良作用。     

基坑钢筋-玻璃纤维筋混凝土桩支护性能及应用研究

广州某综合管廊顶管工程工作井基坑与规划地铁15号线交叉,为避免钢筋混凝土支护桩对地铁盾构施工产生不利影响,提出坑底以下以玻璃纤维筋替代钢筋,形成上部钢筋-下部玻璃纤维筋混凝土支护桩,通过实测数据分析钢筋-玻璃纤维筋桩体的支护性能。研究结果表明：1）坑底以下采用玻璃纤维筋代替钢筋可使盾构机较为容易地切断玻璃纤维筋,盾构机可直接通过;2）受力主筋中玻璃纤维筋与钢筋之间采用3个钢制U型卡进行连接;3）钢筋-玻璃纤维筋支护桩侧向变形呈现外凸型特征,且水平位移最大值在开挖底部处;4）基坑开挖完成后,支护桩侧向变形、支撑轴力、地表沉降在控制值范围内,说明钢筋-玻璃纤维筋支护桩的支护性能满足要求。     

碳纤维筋与混凝土粘结性能的试验研究

碳纤维筋是一种新型的复合材料,用它代替混凝土结构中的钢筋,可解决因钢筋锈蚀造成的耐久性问题。而它与混凝土的粘结性能好坏,是影响其推广应用于增强混凝土结构中的关键技术之一。通过拔出试验,研究了碳纤维筋与混凝土结构的粘结与滑移关系,分析了粘结破坏的机理。采用了连续自动的采集方式,测出了较完整的粘结滑移曲线以及粘结应力沿埋长的分布。     

FRP筋性能及其在混凝土结构中的应用浅析

使用FRP筋代替普通钢筋是解决混凝土结构中钢筋锈蚀问题的一个研究方向。本文简要介绍了FRP筋的种类、生产加工工艺及其物理力学性能,阐述了FRP筋在钢筋混凝土结构中的应用概况,并分析了FRP筋混凝土构件的研究方向及应用前景。     

纤维复合筋增强活性粉末混凝土盖板的力学性能研究

活性粉末混凝土行人盖板由于其厚度较薄,在偶然冲击荷载作用下盖板可能开裂,导致内部钢筋锈蚀,最终影响盖板寿命。纤维复合筋具有良好的耐腐蚀性能和优异的力学性能,将其替换钢筋运用到盖板上,能有效解决盖板的耐久性问题,但其力学性能如何有待研究。在蒸汽养护和标准养护两种制度下,研究了不同种类的纤维复合筋(玻璃纤维筋、玄武岩纤维筋和碳纤维筋)替换PC钢棒对盖板力学性能的影响,从而探讨其在超高性能混凝土盖板上应用的可能性。试验结果表明:用玻璃纤维筋替换PC钢棒能在保证原有盖板的力学性能和破坏形式变化不大的前提下,提高盖板的耐久性能,同时具有良好的经济性,是较为适宜的纤维复合筋种类。     

玻璃纤维筋在基坑支护拆除工程中的应用

通过工程实例,介绍了玻璃纤维筋在地下结构施工结束后需拆除基坑支护工程中的应用,通过采用玻璃纤维筋代替普通钢筋使基坑围护墙拆除更容易,提高了施工效率,避免了潜水员水下切割不规则钢筋带来的危险,为类似工程提供经验与依据。     

圆形截面玻璃纤维筋混凝土桩体抗剪承载力研究

用GFRP筋来部分代替钢筋或预应力钢筋用于混凝土结构中,国内外已有大量研究和应用。目前对玻璃纤维（GFRP）筋混凝土结构受剪性能的研究,主要都是尺寸较小的矩形截面梁,关于圆形截面构件的斜截面受剪承载力的研究却极少。根据实际工程桩尺寸首次制作了比例为1∶1的试件,进行了二集中力三分点加载试验,试验中发现玻璃纤维筋混凝土梁具有剪切破坏的特征,通过对试验结果的分析并结合美国ACI规范与中国混凝土设计规范中抗剪承载力公式,推导出圆形截面GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力公式,采用该公式计算的结果与实测值非常相近。进一步将上述理论应用在北京某地铁车站的基坑围护桩中,校核计算了盾构接收过程中围护桩的安全性,据此提出增大配筋率的建议。     

GFRP筋混凝土梁抗裂性能理论与试验研究

GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,用它代替混凝土结构中受腐蚀的钢筋具有重要的工程意义。GFRP筋混凝土梁的开裂弯矩是衡量其抗裂性能的重要指标,也是GFRP筋混凝土梁裂缝宽度、挠度以及力学性能计算的重要参数。首先推导了与钢筋混凝土梁开裂弯矩计算方法相衔接的GFRP筋混凝土梁开裂弯矩的计算公式,然后通过7根GFRP筋混凝土简支梁及6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了公式的适用性。试验过程中通过在GFRP筋混凝土梁受压区及受拉区配置不同数量的GFRP筋来研究其开裂过程及开裂荷载。研究结果表明,按照给出的GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面开裂弯矩公式得到的理论值与试验值吻合较好,研究成果将为进一步研究GFRP筋混凝土梁的力学性能提供参考。     

玻璃纤维增强塑料筋

钢筋混凝土结构的损坏,多由钢筋锈蚀引起。要使钢筋免于锈蚀,目前还没有绝对可靠的方法。采用非锈蚀的玻璃纤维增强塑料筋取代普通钢筋,就从根本上消除了钢筋被锈蚀的隐患。美国麦克金利维尔大桥是一座横跨布法罗河的公路桥,混凝土桥面板中率先采用了玻璃纤维增强塑料筋     

玻璃纤维筋与混凝土的粘结性能研究

对混凝土结构中的钢筋和新材料玻璃纤维筋(即GFRP 筋)的粘结锚固性能进行了试验研究.研究表明,GFRP筋与混凝土的粘结机理类似于钢筋与混凝土的粘结,主要取决于GFRP筋本身制造过程、弹性模量和表面几何特征等因素.目前国内外对GFRP筋与混凝土的粘结研究主要集中在GFRP筋与混凝土的粘结锚固影响因素.     

FRP配筋混凝土结构研究进展及其应用

在恶劣服役环境下,钢筋锈蚀是目前混凝土结构面临的主要问题.纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)筋作为一种新型材料,由于其具有轻质高强和优异的耐腐蚀性等特点,适用于替代普通钢筋以有效提升混凝土结构的耐久性能.基于近年来国内外已开展的相关研究工作,通过对FRP筋的基本力学和耐久性能、F...     

钢筋-GFRP筋混凝土梁抗弯试验与裂缝和挠度算法研究

钢筋和GFRP筋合理混杂配置,可较大程度地提高混凝土结构的耐久寿命,是一种优良的配筋形式。通过8根混杂配筋混凝土梁的抗弯试验,分析了混杂配筋混凝土梁裂缝和荷载-挠度的特点,并根据试验结果和理论分析,推荐了混杂配筋混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法。     

Dual-phase steel rebars for high-ductile r.c. structures, Part 1: Microstructural and mechanical characterization of steel rebars

The considerable influence of steel’s mechanical behaviour on the dissipative capacity of r.c. structures has led to increasing interest in optimizing the mechanical properties of the reinforcing bars used for seismic applications.

The work presented herein is part of a broad-ranging study on the potential utilization of highly innovative types of steel for reinforced concrete earthquake-resistant structures. In particular, we present the main results obtained in experimental trials on a low-C, Mn–Si steel in the form of concrete reinforcing bars subjected to intercritical tempering treatment in a temperature range between 740 and 820 C to obtain various dual-phase ferrite–martensite structures. The samples were characterized via mechanical tests and metallographic analyses in order to correlate the bars’ characteristics with the microstructure of the steel itself.

Experimental characterization of this steel has allowed for the development of a mathematical model to enable the evaluation of the ductility performance of concrete structural elements reinforced with dual-phase steel bars.     

Deflection and crack-width prediction of concrete beams reinforced with glass FRP rods

Concrete beams reinforced with fiber reinforced polymer (FRP) bars exhibit large deflections and crack widths as compared to concrete beams reinforced with steel due to the low modulus of elasticity of FRP. Current design methods for predicting deflections at service load and crack widths developed in concrete structures reinforced with steel bars may not be used for concrete structures reinforced with FRP bars. Thus, the ACI 440 Committee has provided design guidelines for concrete beams reinforced with FRP bars. Verification of the ACI 440 methods for predicting deflections and crack widths for glass fiber reinforced polymer reinforced concrete beams are presented in this paper. In addition, improvement to the crack width equation was suggested to account for 2 layers of reinforcement. This study shows that ACI 440.1R-01 can be effectively used to predict deflections in concrete beams reinforced with FRP bars and crack width in beams with one-layer FRP bars. However, when FRP bars are placed in two layers, ACI 440.1R-01 can be used after some parameters are modified. Six full concrete beams reinforced with different GFRP reinforcement ratios were load tested and the measured deflections and crack widths were analyzed and compared with those predicted by the proposed models. The experimental results compared well with those proposed by the model.     

500MPa级钢筋混凝土结构的研究进展

在混凝土构件中使用500MPa级高强度钢筋可以明显地减少用钢量,显著提高工程质量,并能取得较好的社会经济效益.介绍了当前500MPa级钢筋混凝土结构的国内外研究现状,总结了国内500MPa级钢筋混凝土不同构件的试验,对500MPa级钢筋混凝土不同构件的主要试验研究成果作了阐述.同时对未来500MPa级钢筋混凝土结构的研究提出了建议.     

抗碱被覆玻纤增强水泥的物理力学性能和耐久性研究

本文研究了用抗碱被覆处理的中碱玻纤网格布与硫铝酸盐早强水泥和硫铝酸盐膨胀水混复合后的物理力学性能，并对其耐久性做了试验，结果表明，具有膨胀性的ＧＲＣ（ＧＲＥＣ）性能优于普通ＧＲＣ。ＧＲＣ的挠度损失应当给予重视。     

氯离子腐蚀环境下CFRP筋再生混凝土梁力学性能研究

利用经过破碎处理后的废弃混凝土制备了再生混凝土,对比分析了再生混凝土和普通混凝土的力学性能和工作性,探讨了再生混凝土在建筑工程中的应用前景。同时,采用CFRP筋代替混凝土梁中的部分受力钢筋和箍筋,研究了氯离子腐蚀环境下,浸泡时间对CFRP再生混凝土梁开裂弯矩的影响。结果表明,再生混凝土的力学性能和工作性均能满足要求;使用CFRP筋代替部分受力钢筋和箍筋,对于提高再生混凝土梁的开裂弯矩有明显效果;CFRP筋再生混凝土梁的抗氯离子侵蚀能力较好。     

体外CFRP筋预应力混凝土箱梁长期受力性能试验研究

碳纤维（CFRP）筋具有优异的物理力学性能,可用于替代传统的预应力钢筋。制作了体外配置碳纤维筋预应力混凝土箱梁模型,对持续均布荷载作用箱梁的截面应力重分布、长期挠曲变形及裂缝发展等规、律进行了1001d的试验观测。基于素混凝土柱体的实测徐变系数,运用双线性法和曲率法分别对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测。试验结果表明：受压钢筋应变较初值增长225％～268％,受拉钢筋的应变较初值增长36．2～38．6％,混凝土表面压应变较初值增长164％～224％。按现行设计规范计算长期荷载作用特征裂缝宽度较实测值偏小11．8％～55．5％。跨中长期挠曲变形实测值为初始变形的2．32～2．42倍,较现行设计规范取值偏大18．5％。     

FPR-混凝土粘结界面的规律

根据试验数据,研究了FRP与混凝土粘结的非线性模型Ⅱ界面规律。所提出的界面规律基于差分方程,并考虑了高剪应力下粘性剂和混凝土保护层的非线性作用。模型中的参数均在拉—拉剥离试验下校准,同时采用了不同荷载水平、不同粘结长度、沿FRP板方向的最大传递荷载与应变。通过有限粘结长度决定的最大传递荷载的估计值来确定界面规律中的断裂能,同时根据应变确定剪切－滑移关系。并通过一系列文献的试验结果验证参数优化程序。在粘结－滑移模型中采用所提出的界面定律进行数值模拟计算,得出粘结区域中FRP的应变、剪应力和滑移与试验结果很吻合。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。