FRP混凝土结构研究进展

为解决钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的问题,建议将纤维增强复合材料(FRP)掺入混凝土中制成FRP混凝土,使FRP具有的轻质高强、耐腐蚀和耐疲劳等优良性能应用于混凝土结构修复加固工程中。从应力—应变关系、长期荷载下性能和抗震性能等方面阐述FRP约束混凝土力学性能在国内外的研究进展,从设计方法、计算模型和动力特性等方面分析了FRP约束混凝土研究中亟待解决的问题,为FRP修复加固混凝土结构的科学研究与工程应用提供了参考意见。     

补强混凝土用纤维棒的开发

日本一家公司利用芳纶纤维、碳纤维等高强度高性能的连续纤维,经过编结成绳状后浸渍环氧树脂,再进行固化制成棒状材料,称作纤维棒(フイブラロツド,菲伯拉柔得),它是作为混凝土补强用的钢筋及不锈钢拉紧材的代替材料而开发的产品。这种纤维棒的主要特性是,拉伸强度高、轻质、不生锈,这些是以前钢筋所没有的。另外,可根据所选用的纤维品种,来控制所制造混凝土的非导电性、非磁性、电波透过性等特性。使用这种纤维棒用作补强筋,能够改善混凝土结构物的耐久性、电气及磁气特性。因为这种纤维棒是用连续纤维编结成绳状,表面形成凹凸面,确保同混凝…     

FRP约束混凝土圆柱无软化段时的应力-应变关系研究

在国内外大量试验研究的基础上,比较分析了FRP、箍筋及钢管约束混凝土圆柱性能的差异。指出FRP约束混凝土圆柱的极限强度主要与FRP侧向约束强度、未约束混凝土强度及FRP形式等有关,并提出FRP约束圆柱后极限强度计算方法。指出已有的FRP约束混凝土圆柱极限应变计算方法误差均较大,本文提出新的极限应变计算方法:首先,发现FRP约束混凝土圆柱的极限泊松比趋向一恒定值,并建议了极限泊松比的计算公式,然后根据应变相容可确定FRP约束混凝土圆柱的极限应变。最后,建议了确定FRP约束混凝土圆柱无软化段时应力-应变关系的三折线模型,与已有的试验结果比较表明,模型简单且精度高,能适用于AFRP、GFRP、CFRP等不同类型及FRP管和FRP布等不同形式FRP约束的混凝土圆柱。     

纤维增强塑料(FRP)管混凝土性能的研究

本文通过对纤维增强塑料管混凝土试件的三点抗弯试验,讨论了荷载-位移关系、荷载-挠度关系、跨度-曲率关系、跨度-破坏弯矩关系、跨度-应力关系.试验结果指出,采用±45度交叉缠绕的FRP管混凝土的抗剪能力远远大于同等截面素混凝土的抗剪能力.因此,FRP管混凝土这种结构形式可用于桥梁及房屋结构中易于发生剪切破坏的部位.     

FRP约束钢筋混凝土圆柱力学性能的试验研究

以长细比和偏心率为变化参数,共进行了16个圆形截面钢筋混凝土柱试验,其中8个试件在环向包裹了FRP(纤维增强复合材料),另8个试件未包裹FRP,以作力学性能对比。试验结果表明,由于FRP的约束作用,包裹FRP试件较相应未包裹FRP试件的承载力提高14%～68%,同时延性也有不同程度的提高,证明FRP约束对提高钢筋混凝土柱(包括长柱及偏压柱)力学性能的有效性。最后,提供了环向包裹FRP后圆形截面钢筋混凝土柱承载力计算方法,计算结果和试验结果基本吻合。     

芳纶纤维与碳纤维加固混凝土结构的比较研究

介绍了FRP复合材料用于结构补强的特点和优势,从材料性能、施工性能、经济性能、适用性和安全性等方面对碳纤维和芳纶纤维进行了对比研究,指出了芳纶纤维布在设计、施工方面及应用领域的优势,以供参考借鉴。     

FRP对混凝土梁受弯加固设计

采用纤维增强复合材料加固修复混凝土结构,可以提高现有结构物的承载力和刚度,是一种行之有效的加固方法。着重讨论纤维增强复合材料加固混凝土梁抗弯设计方法。     

冻融环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱受力性能试验研究

通过碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带间隔粘贴加固钢筋混凝土圆柱在冻融循环作用下的轴心受压试验,分析冻融循环、纤维布类型对钢筋混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,经过冻融循环作用之后,FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的强度、刚度和延性均降低.在相同条件下,CFRP条带加固柱的强度与延性大于GFRP条带加固柱.引入混凝土强度、FRP强度退化模型,建立冻融循环环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的正截面受压承载力计算模型.     

纤维增强复合材料（FRP）特性

分析了FRP材料的类型,从弹性模量、疲劳性能等方面论述了FRP筋的特性,从而使人们更好的认识复合材料的性能,并将其应用于既有结构的加固、维修与改造中,提高建筑结构的耐久性。     

预制管混凝土圆柱受压性能试验研究

预制管混凝土圆柱主要由外层高强度混凝土预制管和核心现浇混凝土组成,可有效实现施工快速化并节省模板。通过轴压试验,结果表明预制管混凝土圆柱具有可靠的轴压性能。通过改变配筋、壁厚及钢筋位置进一步分析,表明钢骨混凝土预制管混凝土圆柱的性能最好,增加壁厚可有效提高圆柱的极限荷载和整体刚度,钢筋位置影响不大。根据试验结果提出圆柱极限荷载条件下轴压承载力计算公式,计算公式与试验值吻合较好。     

再生混合钢筋混凝土短柱的轴压性能试验

开展了8根再生混合钢筋混凝土短柱的轴压试验,考察了废弃混凝土类型和混合比对试件荷载-变形曲线及抗压承载力的影响趋势,探讨了现行规范有关短柱抗压承载力的计算方法对于再生混合钢筋混凝土短柱的适用性。研究结果表明:(1)混合比相近时,节段型再生混合短柱的抗压承载力大于块体型再生混合短柱;(2)现浇混凝土抗压强度大于废弃混凝土相应强度时,再生混合短柱的抗压承载力随混合比增大而降低;(3)节段型再生混合短柱的抗压承载力可直接采用现行规范计算,块体型再生混合短柱则需再乘以0.9左右的折减系数。     

CFRP布加固火灾后钢筋混凝土柱的试验研究

通过3根碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固ISO 834标准火灾作用后钢筋混凝土柱的性能试验以及3根ISO 834标准火灾作用后未加固的钢筋混凝土柱和3根常温下钢筋混凝土柱的对比试验,研究了CFRP布加固火灾后钢筋混凝土柱的有效性.试验结果表明:CFRP布加固对火灾后钢筋混凝土柱的刚度修复有一定作用,但刚度提高程度有限,从开始加载到荷载达到80％极限荷载的不同加载水平下,加固后轴压试件的轴压刚度与常温下试件刚度的比值在0.25～0.39之间,偏压试件的抗弯刚度与常温下试件刚度的比值在0.14～0.31之间.CFRP布加固对火灾后试件的承载力提高作用较为显著,能将试件的承载力提高至受火后承载力的1.67～2.37倍,但与常温下试件的承载力相比,依然有一定差距,加固后试件的承载力水平为常温下试件的0.54～0.67倍.     

十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究

为了研究实腹式钢骨混凝土异形柱在偏心荷载下的破坏机理、受力性能及变形能力.本文通过对12个十字形钢骨混凝土异形柱进行偏心受压承载力的试验研究,观察了含钢率和偏心距不同情况下的试件受力过程和破坏形态,分析了钢骨混凝土异形柱的荷载一位移曲线、承载力、位移延性等力学性能.通过试验,明确了钢骨混凝土异形柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响.试验结果表明,含钢率越大,构件的承载力及延性也会相应增加,钢骨混凝土异形柱具有较高的承载能力和较好的延性.     

钢骨混凝土柱的轴压力限值

国内外钢骨混凝土柱抗震性能的试验研究表明，轴压力大小对其抗震性能有很大影响。本文分析了钢骨混凝土柱中混凝土部分和钢骨部分的轴力分配，并根据试验研究结果建议了相应的轴压力限值。     

钢筋混凝土柱荷载-变形计算的理论模型

为得到轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形曲线,利用简化的修正压力场理论描述剪切特性以及符合平截面假定的弯曲理论描述弯曲特性,并认为柱端产生的总水平变形主要由弯曲变形、剪切变形和钢筋滑移引起的变形组成,提出了一种分析轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱荷载-变形的新方法,它可模拟钢筋混凝土柱弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏的过程;最后将荷载-变形计算结果与15根矩形柱的低周反复荷载试验结果进行了对比分析。研究结果表明:按本文方法计算的荷载-变形计算结果与滞回曲线的外包线基本一致,可用于轴向荷载和水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形性能分析。     

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的抗震性能试验研究

本文对碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱的抗震性能进行了试验研究。探讨了轴压比、碳纤维布用量、配箍率和加载顺序等对碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱的破坏机理、受力性能及抗震性能的影响。试验结果表明,碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱具有很好的延性,能有效提高钢筋混凝土短柱的抗震性能;先施加轴力后进行碳纤维布加固的加载顺序,会降低碳纤维布对柱的约束作用,一定程度上影响对柱的抗剪能力的提高。在此基础上,提出了碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受剪承载力计算公式,可供工程设计和进一步研究参考。     

FRP网格约束混凝土圆柱的抗震性能

对纤维增强聚合物(FRP)网格约束混凝土圆柱进行了轴压荷载试验;给出了FRP网格侧向约束强度和侧向约束刚度计算公式及FRP网格约束混凝土圆柱的应力-应变关系模型确定方法.在此基础上,进一步完成了FRP网格加固钢筋混凝土圆柱在低周反复荷载作用下的试验,重点探讨了FRP网格加固用量及FRP网格中纵筋是否锚入柱底座对试件承载力和变形能力的影响.结果表明,FRP网格约束后混凝土圆柱的强度和延性有明显提高,约束后的应力-应变关系曲线有无软化段主要与FRP约束量有关,FRP网格加固能明显提高钢筋混凝土结构的承载力和延性等抗震性能.     

型钢混凝土组合柱正截面承载力的分析与评估

本文采用一种可对复杂截面形式的型钢混凝土偏压柱进行截面设计和分析的数值迭代计算机方法,首先分析了一非对称多边形角柱的正截面承载力;在此基础上,通过实例计算对《型钢混凝土组合结构技术规程》中建议的组合柱正截面承载力简化计算方法进行了分析和评估,获得了一些对组合柱设计有用的结论和建议。     

轴心受压状态下十字形钢骨混凝土异形柱的试验研究

为提高混凝土异形柱的承载力,本文提出一种新型实腹式钢骨混凝土异形柱。为了解这种新型钢骨混凝土异形柱的受力性能及破坏机理,本文通过对3根十字形钢骨混凝土异形柱和1根钢筋混凝土异形柱的轴心受压的试验研究,分析了钢骨混凝土异形柱和普通混凝土异形柱在轴心压力作用下的破坏形态以及试验过程中各种材料的受力状态。试验结果表明在轴心荷载的作用下,从弹性阶段到开裂荷载直至极限荷载,型钢与混凝土能保持协同工作,这种新型构件中各种材料的力学性能均能得到充分发挥,钢骨的存在改善了构件的延性。本文提出的新型实腹式钢骨混凝土异形柱受力性能良好,可以应用于工程。     

钢骨高强混凝土柱的受力性能研究

通过12根钢骨高强混凝土柱的承载力试验,分析了长细比、轴压比、配箍率及钢骨形式对柱受力性能的影响,发现钢骨高强混凝土柱的受力性能除对轴压力系数、长细比敏感外,钢骨形式也是一个重要的影响因素,对于钢骨形式不同的钢骨高强混凝土柱,可适当调整其轴压力系数限值。还从理论上分析了试件的稳定承载力和轴压力系数,结论与试验结果吻合较好,所得结果可用于指导工程实践。