纤维增强复合材料管-混凝土-钢管组合长柱偏心受压试验研究

纤维增强复合材料(FRP)管-混凝土-钢管组合柱(DSTC)是一种有效利用复合材料特点的新型组合构件形式。为揭示该组合构件长柱的偏心受压性能,进行了5个偏心受压试验,主要研究荷载偏心距和FRP管壁厚的影响。试验结果表明:DSTC长柱偏压下的破坏模式均为柱跨中受压侧FRP管环向断裂破坏,且表现出良好的延性;在其他参数相同的条件下,随着荷载偏心距的增大,柱的极限承载力降低,而变形能力增强;随着FRP管壁厚的增大,构件极限承载力提高,变形能力增强。     

纤维增强复合材料管-混凝土-钢管组合长柱偏心受压试验研究

纤维增强复合材料(FRP)管-混凝土-钢管组合柱(DSTC)是一种有效利用复合材料特点的新型组合构件形式。为揭示该组合构件长柱的偏心受压性能,进行了5个偏心受压试验,主要研究荷载偏心距和FRP管壁厚的影响。试验结果表明:DSTC长柱偏压下的破坏模式均为柱跨中受压侧FRP管环向断裂破坏,且表现出良好的延性;在其他参数相同的条件下,随着荷载偏心距的增大,柱的极限承载力降低,而变形能力增强;随着FRP管壁厚的增大,构件极限承载力提高,变形能力增强。     

FRP结构的受力性能及设计

为了促进FRP结构在新建建筑中的应用,文章以某FRP展厅为例,分析FRP结构的受力性能和设计方法。项目中FRP构件由FRP工字型肋、上下FRP表皮层和夹芯泡沫层构成,其中FRP工字型肋为结构承重构件,而由上下FRP表皮层和夹芯泡沫层构成的夹芯板为建筑围护构件。分析结果表明:FRP工字型肋作为结构承重构件,可以满足结构的变形和应力要求;正常使用状态下FRP材料处于较低应力水平,FRP承重结构设计应由变形控制;与钢构件相比,FRP构件受温度作用影响较小;FRP结构承重构件布局合理性可依据地震作用下的结构周期比进行评价;围护构件的FRP表皮层厚度可以依据夹芯板挠度理论计算确定。     

FRP加固砌体墙体结构技术理论研究与应用

FRP加固技术目前是国际土木工程领域研究开发的一个热点,其不仅可以适用于加固砌体构件的局部开裂;并且可以用于承载力不足的砌体加固。综合现阶段国内外纤维增强复合材料FRP加固砌体结构的研究,系统地介绍了FRP材料近年来加固、修复、改善砌体结构的技术和应用,较全面介绍了FRP的性能、FRP加固技术的优势和施工工艺。研究成果表明,FRP加固砌体结构可以有效地改善砌体的破坏机理和受力性能,改善砌体结构的抗震受剪承载力和变形性能,有效地将砌体的脆性破坏形态转化为其他破坏形态。     

FRP加固技术在木结构中的研究现状

纤维增强复合材料具有轻质高强、成本低廉、安装快速等优点,将纤维增强复合材料用于木构件的加固及修复可改善并弥补木材的缺陷。FRP加固技术在木结构中的应用研究逐渐成为主流,总结分析近年来国内外学者对FRP加固技术在木结构中的研究现状。     

纤维增强复材混合芯层夹芯板受弯性能试验研究

纤维增强复材(FRP)夹芯体系具有质量轻、强度高、使用寿命长的优点,可使用混合芯层体系来制造性能更优的夹芯复合材料。采用真空辅助成型工艺,制备了腹板-酚醛泡沫混合芯层的纤维增强复材夹芯板玻璃纤维(GFRP)。对3种不同芯层配置的试件开展四点弯曲试验,研究纤维增强复材夹芯板的弯曲性能和破坏模式。试验结果表明:试件的破坏模式可分为腹板与面层剥离破坏和腹板屈曲破坏;增加中部纵向腹板能提高板件的抗弯承载力;增加横向腹板能降低板件的损坏程度。采用铁木辛柯梁理论,考虑弯曲和剪切变形的共同影响,分析了板的跨中挠度;考虑混合芯层中组成成分对剪切性能的贡献,预测了板件的极限承载力,两者的理论计算值与实测值均吻合较好。     

BFRP和CFRP加固受弯混凝土界面疲劳性能试验

以纤维增强复合材料（FRP）片材外贴混凝土受弯构件为研究对象,探讨玄武岩纤维（BFRP）和碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土界面疲劳性能。通过实施四点弯曲加载试验,研究了BFRP和CFRP加固混凝土界面疲劳破坏模式、界面疲劳裂缝扩展规律以及构件跨中挠度和FRP应变随加载循环次数的变化规律,并对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力和疲劳寿命进行了分析,给出了BFRP和CFRP加固混凝土界面的疲劳强度。研究结果表明:与BFRP 混凝土界面相比,CFRP 混凝土界面的静载剥离承载力提高了约50%,其疲劳寿命也明显提高;既有疲劳历程对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力影响不大。     

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。     

大直径喷砂FRP筋应力松弛试件锚固方法研究

纤维增强合聚物（FRP）筋具有设计性好,比强度高,不导电、磁和耐腐蚀性强的优点。FRP筋为非均质复合材料,强度高、弹性模量小,有尺寸效应,用于预应力结构是一种趋势,其应力松弛特性指标是一必要的设计参数。通过不同锚固方式的FRP筋应力松弛试验,研究测试大直径喷砂FRP筋应力松弛特性的试件锚固方法和量测方法。研究表明,改进的钢套筒灌胶锚固方法,可有效减少加载过后FRP筋杆体的滑移量,能满足杆体应力松弛实验要求;预置加载设施的混凝土构件模拟锚固法,可用于测试FRP筋锚杆结构的应力松弛综合性状;光纤光栅变形监测方法能用于应力松弛试验,所测应变数据可靠性高。     

FRP片材加固混凝土梁界面剥离分析

纤维增强复合材料（FRP）片材与混凝土之间的界面剥离破坏是FRP片材加固混凝土梁的重要破坏模式。基于近年来国内外关于FRP片材加固混凝土构件的静载试验结果和力学理论知识,讨论了FRP片材加固混凝土梁界面剥离的破坏模式与破坏形态,分析了加固梁发生端部界面剥离和中部界面剥离两种破坏模式的破坏机理,并提出了预防加固梁发生界面剥离破坏的建议。     

配置纤维复材筋和普通钢筋的水泥基复材-混凝土组合梁抗弯性能研究

为了研究配置纤维增强复合材料(FRP)筋和普通钢筋的工程用水泥复合材料(ECC)-混凝土组合梁的抗弯性能,通过四点加载试验测试了具有不同ECC高度替换率的32根混合配置FRP筋和普通钢筋的组合梁弯曲破坏。试验结果表明,由于ECC中纤维材料具有出色的抗拉性能,与具有相同配筋的普通混凝土梁相比,混合梁和ECC梁的开裂、屈服、极限弯矩和刚度都得到了改善,平均裂纹间距和宽度随着ECC高度替换率的增加而减小。尽管传统普通混凝土梁与混合增强复合材料梁的配筋率基本相同,但是混合增强复合材料梁的延性高于普通混凝土梁,配筋的ECC梁由于其出色的变形能力而具有很好的能量消散能力。     

复合筋增强ECC混凝土组合柱抗震性能研究

ECC是一种具有假应变硬化特性和多裂缝开展机制的高性能纤维增强水泥基复合材料,将ECC替代混凝土用于建筑结构能有效避免因混凝土脆性导致的开裂和耐久性问题。提出了新型FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合柱构件,将FRP筋配制在柱构件边角处,而ECC仅用于柱构件薄弱的柱底。为进一步研究ECC与混凝土对柱构件抗震性能的影响,通过对比5根柱构件的滞回曲线、骨架曲线进行分析。结果表明,将ECC替代混凝土用于FRP筋-钢筋复合增强柱构件能够避免因混凝土脆性性质导致的诸多缺陷,有效的给FRP筋提供一个有效的保护,构件的延性和变形能力得到提高。在0.1~0.42轴压比情况下,随着轴压比的增大,承载力增大,而变形能力变差。     

CFRP增强钢筋混凝土矩形中空桥墩的非线性模型

钢筋混凝土中空桥墩承受了较大弯矩和剪力,为减轻自重,提高基础的承载力,进行强度-质量比及强度-刚度比的结构优化,进而在高地震作用下以及边界要求抬高基础时,减少柱的自重,降低地震响应。近十年来,对采用纤维增强复合材料加固的实心柱进行了广泛研究,然而缺乏对纤维增强复合材料加固空心柱的研究。基于脆性破坏机制下的强度和延性,所提出的约束模型和计算公式能够预测纤维增强复合材料加固空心柱的基本性能,即混凝土保护层的破裂和钢筋屈曲(空心构件的一般破坏模式)。根据混凝土以及约束外壳的应力-应变关系,可以对各级荷载下多轴应力状态以及混凝土或外裹FRP的破坏形式进行评估。根据曲率和延性,所提模型对构件变形进行了评估。研究表明:理论分析结果与试验结果吻合较好。     

纤维增强复合材料网格-环氧砂浆加固混凝土梁的抗剪性能试验

通过对7根试验梁进行了四点弯曲静力加载试验,研究纤维增强复合材料(FRP)网格-砂浆加固钢筋混凝土梁在其受剪过程中的界面机理和破坏模式,深入分析不同加固参数下此种加固方法的抗剪加固效果以及FRP网格的实际受力行为;并通过收集到的试验数据对五种现有计算模型进行分析对比。研究结果表明:FRP网格加固试件可抑制斜裂缝的发展,大大提高试件的极限承载力和变形能力,加固效果显著;当原混凝土梁的剪切斜裂缝宽度过大或出现剪压破坏时,FRP网格-砂浆与原混凝土梁间易产生不同程度的界面剥离破坏;在一定范围内,FRP网格的抗剪贡献与混凝土强度、剪跨比呈负相关,与FRP网格加固量呈正相关;并且混凝土强度或剪跨比越大,加固层出现界面提前剥离的可能性越高。     

纤维增强聚合物(FRP)复合桩

纤维增强聚合物(FRP)复合材料,在美国被认为是有望解决有关老化基础结构的一种方法。FRP 所县有的高“强度重量比”(Strength-to-weight ratio)、抗电腐蚀性及装配成型的通用性对很多土木工程技术人员具有很大的吸引力。FRP 的高强度-重量比为混凝土的50倍,是钢材的18倍。FRP 复合材料很少受环境恶化的影响,如海洋环境和冬季及时洒盐除冰除雪等。对于在这类环境下的混凝土结构,因而可以减少结构使用中的维护和维修费用。FRP 复合材料的质量比较轻,因而可以节约运输费用,施工人员和设备少,而且方便和快捷。FRP 可以按每项特定用途所需构件的几何     

不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

为了探讨不同种类纤维增强复合材料（FRP）增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料（AFRP）、碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明：相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土 FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.     

FRP加固钢筋混凝土结构尺寸效应的研究进展

为提高纤维增强复合材料(FRP)加固大尺寸钢筋混凝土构件设计的合理性,对FRP加固钢筋混凝土构件尺寸效应的研究现状进行了综述和分析,重点介绍了FRP材料、FRP和混凝土之间的粘结强度、FRP加固钢筋混凝土梁和FRP加固钢筋混凝土柱的尺寸效应研究成果;在归纳总结的基础上,对FRP加固钢筋混凝土结构尺寸效应的研究提出了建议...     

纤维增强复合材料低温加固的研究现状及展望

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。国内外对碳纤维布加固混凝土的试验研究工作也越来越深入。在总结文献的基础上,介绍了国内外低温下纤维增强复合材料加固混凝土构件的研究现状。最后指出了试验研究中存在的一些问题,并对低温下纤维增强复合材料加固混凝土的发展趋势提出了几点建议。     

纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱研究进展

纤维增强复合材料(FRP)在混凝土结构加固中得到了广泛的应用.依据国内外相关资料,从FRP材料类型与施工方法、试验加载形式、混凝土柱截面形式、加固后柱的强度、延性及破坏模式等方面,对FRP加固混凝土柱的大量研究成果进行了总结评述,并对今后可能的研究方向提出了展望.     

FRP网格增强ECC加固素混凝土柱受压性能数值分析

本文采用有限元软件ABAQUS,对纤维增强复合材料(FRP)网格增强超高韧性水泥基复合材料(ECC)加固素混凝土圆柱轴心受压性能进行数值模拟分析,研究不同ECC厚度、FRP网格尺寸和混凝土强度等级对加固效果的影响。分析荷载-位移曲线结果表明:在复合材料约束下,加固柱峰值承载力得到较大提高;曲线下降段表现出良好的韧性和变形能力;随着ECC厚度增加,加固柱的峰值承载力呈线性增长;随着FRP网格减小,加固柱荷载-位移曲线下降段变形能力明显增加;混凝土强度等级越高,加固柱的峰值承载力越大,但承载力下降段构件承载力衰减速度越快。最后,基于文献的试验结果,验证了本文有限元分析模型的合理性。