型钢混凝土粘结滑移性能研究

介绍了型钢混凝土粘结滑移的基本机理以及采用有限元模拟粘结滑移的方法，针对粘结滑移性能试验研究的现状进行了对比分析，重点探讨了混凝土强度等级、型钢的保护层厚度、型钢锚固长度、配箍间距对粘结强度的影响，并指出了当前研究型钢混凝土粘结滑移性能还需进一步解决的问题，为深入研究型钢混凝土粘结滑移性能提供思路。     

植筋法在新旧混凝土结合面的抗剪性能研究

在工程加固维修中,新旧混凝土结合面往往是最薄弱的环节,因此,工程加固质量的关键在于结合面的质量,主要在于其抗剪性能。文章通过试验研究了植筋法在新旧混凝土加固中的植筋率、植筋深度对新旧混凝土结合面抗剪强度的影响。结果表明,增加植筋率、植筋深度可以有效提高粘结界面的抗剪强度,在工程实践中需要综合考虑承载力、经济等各方面的问题。     

FRP与混凝土界面粘结性能的试验研究

纤维(FRP)与混凝土的粘结性能是外贴纤维增强聚合物加固钢筋混凝土结构技术的关键问题。采用修正梁模型,对9个外贴FRP条带加固混凝土受弯构件的粘结性能进行了试验研究。分析了FRP应变、局部粘结剪应力发展规律以及沿粘结长度在各级荷载下的分布规律。考察了混凝土强度和FRP粘结长度对粘结强度等粘结性能的影响。验证了FRP有效粘结长度,探讨了有效粘结长度的影响因素,计算得到了局部粘结剪应力滑移关系曲线。通过对试验结果的统计回归分析,提出了局部粘结剪应力滑移本构关系模型以及有效粘结长度计算公式,分析结果与试验结果都吻合较好,可供实际加固改造工程应用及完善相应规范的编制参考。     

RC结构表层嵌入FRP加固技术研究概述

纤维增强聚合物在混凝土结构加固中应用的越来越多,本文首先介绍了纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)的性能,然后分别从混凝土结构外贴和表层嵌粘FRP应用实践、FRP与混凝土粘结性能、单一和混杂FRP加固混凝土结构性能和加固构件非线性有限元分析等方面,说明了目前混凝土结构嵌粘FRP的研究现状,混杂FRP加固技术既经济又有效,具有较大的研究意义。     

锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间粘结性能退化分析

钢筋与混凝土之间的粘结强度下降是导致锈蚀钢筋混凝土构件承载力退化的主要原因之一.本文在锈蚀钢筋混凝土梁试验数据的基础上,建立ANSYS有限元模型,其中混凝土采用Solid65单元、钢筋采用Link8单元、钢筋与混凝土之间的粘结作用采用Combin39弹簧单元来模拟.根据试验梁荷载-位移曲线进行模型修正,获得合适的粘结强度退化修正系数,并利用曲线拟合技术得到锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土粘结强度退化修正公式.该公式能够用于实际锈蚀钢筋混凝土结构承载力的计算以及结构安全评估工作.     

BIM技术在化工建设项目中的施工信息分类系统搭建

将BIM模型应用在有限元软件中进行计算，可充分分析化工厂建筑结构受力情况；但目前有限元软件中无法有效区别化工厂建筑复合材料混凝土中的有机材料(水泥、减水剂等)与钢筋。为进一步提高钢筋与复合材料混凝土在有限元软件中的识别，通过在BIM技术和有限元仿真技术的支持下，构建化工建筑结构仿真系统，并结合建筑结构、应力荷载等实际情况对化工建筑结构仿真系统进行了分析。还对传统的结构分析算法进行改进，设计实验来评价此方法的效果，并以仿真的形式对数据进行分析，比较测试结果的有效性。研究结果可知，通过建立化工建筑结构仿真系统，可有效识别复合材料混凝土与钢筋。     

新旧混凝土粘结面水稳定性试验

为研究新旧混凝土粘结界面水稳定性,通过在旧混凝土试件上直接浇筑新混凝土、以水泥净浆作为界面剂浇筑新混凝土以及环氧树脂作为界面剂浇筑新混凝土形成新旧混凝土试件,并对新旧混凝土试件分别进行浸水、冻融处理,处理后的试件进行劈裂抗拉试验,以处理后的劈裂抗拉强度与未处理的劈裂抗拉强度比值作为新旧混凝土层间水稳定性评价指标。结果表明:环氧树脂作为界面剂粘结效果最好,相对直接浇筑能提升20%,水泥净浆作为界面剂只能相对直接浇筑提升5%;随着水浸时间和冻融次数的增加,环氧树脂作为界面剂劈裂抗拉强度降低的速率最小,其次是水泥净浆,直接浇筑下降速率最大;冻融对新旧混凝土水稳定性破坏很大,冻土地区修复旧混凝土时建议使用环氧树脂作为界面剂。     

型钢混凝土结构粘结界面分形特性试验研究

进行了16组试件的实腹式型钢混凝土结构粘结滑移性能的拉拔试验,获得型钢混凝土试件拉拔破坏全过程的随时断裂面图像.基于分形几何理论对型钢混凝土结构拉拔破坏过程中裂纹扩展规律进行了分析,得到粘结界面破坏各阶段的分形特征参数.探讨了型钢混凝土结构中型钢与混凝土界面的粘结滑移性能与断裂面分形参数的关系、以及影响型钢与混凝土界面粘结滑移性能的主要因素与分形参数的关系,发现分维数与型钢混凝土粘结滑移性能及其影响因素有一定的线性相关趋势.回归了极限粘结强度与分形参数之间的统计公式,型钢混凝土结构断裂面分形特征参数可作为估计型钢混凝土损伤程度的征因子.     

粘结长度对AFRP-混凝土界面粘结性能的影响

钢筋混凝土结构在服役期内,由于材料老化、结构损伤等原因不宜继续承载时,常常采用纤维增强聚合物(FRP)来修复或者加固.纤维粘结加固混凝土技术的基础是纤维-混凝土界面的有效粘结.为了研究不同粘结长度对芳纶纤维(AFRP)-混凝土界面粘结性能的影响,本文设计制作了12个试件,进行界面性能力学试验.分析纤维片材表面应变情况,得到粘结长度对AFRP-混凝土界面剥离承载力、界面局部粘结剪应力的影响,并得出AFRP-混凝土界面有效粘结长度范围.试验结果表明,当纤维布与混凝土界面的粘结长度小于纤维布与混凝土界面的有效粘结长度时,AFRP-混凝土界面剥离承载力会随着AFRP纤维布粘结长度的增长而增大.不同粘结长度下AFRP-混凝土界面的表面应变情况、界面局部粘结剪应力情况相似.通过试验数据的回归分析,得到AFRP-混凝土界面剥离承载力修正模型和有效粘结长度修正模型.     

冻融循环作用下嵌入式BFRP筋与混凝土粘结性能研究

为探究高寒地区冻融循环作用对嵌入式FRP加固混凝土界面粘结耐久性能的影响,针对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋嵌入式加固混凝土结构,通过采用环氧树脂胶(EP)和高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)作为粘结材料的嵌入式FRP筋-从混凝土中拉拔试验,分析冻融循环作用下嵌入式FRP-混凝土相邻层之间的破坏模式和粘结退化机理,研究冻融循环次数、粘结材料、混凝土基体性能对粘结性能的影响。结果表明:不同侵蚀条件下试件破坏模式基本表现为胶基体与混凝土剪切破坏、胶基体劈裂破坏、毗邻混凝土-胶界面混凝土薄层剪切破坏、ECC基体与混凝土剪切破坏、FRP与ECC界面粘结破坏五种破坏模式,试件的极限粘结承载力随着循环次数的增加而呈不同程度的下降,50次循环内对试件粘结性能的影响较小,ECC试件相比环氧树脂胶试件,粘结承载力低,但表现出良好的延性。     

预制与后浇混凝土粘结的劈拉性能试验研究

通过对预制与后浇混凝土粘结的劈拉试验研究,分析了后浇混凝土的浇筑方式、粘结面粗糙度及温度对混凝土粘结劈拉性能的影响规律。结果表明：同种工况条件下,水平向浇筑混凝土粘结劈拉强度明显大于竖直向浇筑粘结劈拉强度,粘结劈拉强度随粘结面的粗糙度的增加而显著增大,随温度的升高而急剧下降,到300℃时,比常温下降了50％。为阐明混凝土粘结劈拉机理提供详实的数据支撑,并为装配式混凝土结构发展提供参考。     

光圆钢筋与混凝土界面粘结滑移本构模型研究

对配置光圆钢筋的既有混凝土结构进行承载性能评估时,钢筋与混凝土界面粘结性能优劣是评价该类混凝土结构的重要内容.为此,制作了4组光圆钢筋的中心拉拔试件和2组变形钢筋对比试件,选取粘结长度、钢筋表面形式为主要变量对粘结性能进行试验研究,并通过4组铝合金拉拔试件对比分析光圆筋与混凝土界面的粘结机理.研究结果表明:光圆钢筋的粘结强度显著小于变形钢筋的粘结强度,平均约为变形钢筋粘结强度的18.3%;光圆钢筋的粘结强度主要由化学粘着力和界面摩擦力构成,而铝合金的粘结强度则由化学粘着力构成,平均约为光圆钢筋粘结强度的10%;增加粘结长度后,光圆钢筋的粘结强度随之增大,但铝合金筋的粘结强度无明显变化.进一步基于试验结果及理论分析,建立了光圆钢筋与混凝土界面的粘结-滑移本构模型,并通过已有试验数据对建议模型进行了验证,吻合较好.     

氯盐干湿循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面粘结性能研究

海岛工程建设中,潮汐作用下的海水干湿循环是影响纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构耐久性能的主要因素之一。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋嵌入法加固混凝土结构,通过CFRP筋从混凝土块中的拔出试验研究高性能纤维增强水泥基复合材料(HPFRC)和环氧树脂胶作为加固粘结材料时,海水干湿交替循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面的粘结性能,并对其破坏模式、极限粘结承载力进行分析。结果表明:环氧树脂胶作为粘结材料时,随干湿交替循环次数的增加,极限粘结承载力略有下降;而HPFRC作为粘结材料时,干湿循环90 d内的极限粘结承载力得到持续增长,可以达到作为粘结材料时极限承载力的70.3%,因此HPFRC可以作为粘结材料应用于潮汐环境下的FRP筋嵌入法加固海工混凝土结构中。     

方钢管混凝土粘结滑移性能有限元分析

为研究方钢管混凝土的粘结滑移性能通过ANSYS有限元软件对4根方钢管混凝土试件进行推出试验的模拟分析,研究了试件的荷载-滑移(P-S)曲线及混凝土强度、长细比及钢管内表面是否除锈对界面粘结强度的影响关系,研究结果表明:方钢管混凝土典型的荷载-滑移曲线随着试件长细比的增加逐渐由拐点变为明显的峰值点;随着长细比的增大界面粘结强度逐渐增大;核心受压混凝土强度等级在C40以后,界面粘结强度逐渐增大;钢管内表面锈蚀等级为B级时比钢管内表面除锈的钢管混凝土粘结强度要高两倍多。     

超高性能混凝土与水泥基材料界面粘结性研究进展

随着混凝土结构服役年限增长和外部环境导致的混凝土结构损伤,结构将难以达到设计要求,需对既有结构进行修复加固,或采用新型组合结构替换原结构.超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)作为一种超高强度、良好韧性和优异耐久性的水泥基复合材料,将其应用到既有混凝土结构的修复加固中,有望成为良好的解决方案,但两种材料之间可靠的界面粘结是其中的关键.通过对国内外UHPC与水泥基材料界面性能试验和数值模拟研究进展的系统梳理和总结,阐述了两种混凝土材料界面粘结性能试验方法,分析了影响UHPC与水泥基材料组合结构界面粘结性因素,包括基底混凝土表面处理方式、界面剂、UHPC材料性能等,探讨了UHPC界面性能数值模拟中粘结滑移关系及UHPC损伤模型的选择.最后,对UHPC与水泥基材料界面粘结今后的研究方向提出了一些建议,希望能为UHPC在实际修复加固工程中的应用提供指导和帮助.     

BFRP筋碱激发混凝土粘结性能试验研究与数值模拟

玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)碱激发混凝土为海洋环境下混凝土的耐久性提供安全保障。在其中心拉拔试验的基础上,采用分离式模型,运用ABAQUS有限元软件进行粘结滑移性能数值模拟与分析。通过试验数据,得出适用于BFRP筋碱激发混凝土的粘结滑移本构模型以及碱激发混凝土的塑性损伤模型,构建了基于非线性弹簧单元的数值模型,试验结果与计算结果吻合程度较好,验证了模型的准确性。试验与模拟结果表明:粘结长度为2.5d、5d(d为BFRP筋直径)的试件均发生筋材拔出破坏,粘结长度为10d的试件均发生劈裂破坏;BFRP筋与碱激发混凝土之间的粘结应力分布并不均匀,随着粘结长度和筋材直径的增大,极限粘结强度逐渐减小;当BFRP筋直径d=12 mm,粘结长度为2.5d、5d和10d的碱激发混凝土试块极限粘结强度分别为13.92 MPa、13.56 MPa和12.60 MPa,较相同粘结长度的普通混凝土试件,其极限粘结强度分别提高6.58%、10.97%和9.76%。     

机制砂粉煤灰混凝土中钢筋锚固性能试验研究

通过拉拔试验研究了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的粘结锚固性能,结果表明:水胶比、粉煤灰替代水泥率和超量系数等因素对钢筋和钢绞线在机制砂粉煤灰混凝土中的粘结锚固强度的影响规律,与机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的影响规律是一致的,其粘结锚固强度取决于机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的高低。通过分析粘结锚固强度与轴心抗拉强度之间的关系,提出了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的锚固长度计算建议。     

FRP筋混凝土结构的研究现状分析

近年来,国内外就FRP筋自身的力学特性以及FRP筋混凝土结构的力学性能开展了大量研究。FRP筋耐久性能、FRP筋与混凝土的粘结机理、FRP筋混凝土梁和柱的受力性能、FRP筋混凝土柱和框架的抗震性能是目前研究的主要方向。现有研究表明:大部分受弯构件中使用FRP筋作为纵向受拉筋能充分发挥其抗拉性能,但结构易发生脆性破坏,现有规范的计算方法不适用于该类构件的计算;FRP筋替代钢筋作为柱中主要受力筋会导致抗压强度和延性不如普通钢筋混凝土柱;纤维改性混凝土能够显著提高FRP筋混凝土构件的延性,FRP筋和钢筋的混合配筋柱的抗震性能要明显优于FRP筋柱。下一步研究中,应建立可靠的FRP材料及构件的耐久性测试和评估方法;改善FRP筋与混凝土,尤其是改性混凝土之间的粘结性能;完善现行规范中FRP筋承载力计算方法;建立FRP筋构件抗震设计体系。     

玻璃钢／混凝土复合结构设计

论述了玻璃钢/混凝土复合结构的结构设计和材料设计,强调玻璃钢与混凝土间的界面层粘结强度和玻璃钢层内的微裂纹控制是保证复合材料性能的技术关键。并提供了有关设计计算方法。     

碳纤维加固混凝土结构粘结材料性能的实验研究

本文分析了研究CFRP与混凝土之间粘结性能的几种试验方法，确定采用简单易行而且十分有效的弯曲试验来研究CFRP加固混凝土结构粘结材料的性能。通过弯曲试验，分析粘结材料增韧前后弯曲试件的破坏特点和破坏载荷，得出对粘结材料进行增韧改性可以提高CFRP与混凝土的粘结性能。综合比较EZR—A1HSD增韧系统和：EZR—B2DSD增韧系统的弯曲试验结果，认为EZR—AlHSD增韧剂用量为15％时，CFRP与混凝土之间的粘结性能最好，从而确定了粘结材料的最佳增韧配方。将本文的试验结果与Hamada等人的试验结果相比较，可以看出破坏形式和破坏特点基本相同，而且本文粘结材料增韧后弯曲试件的破坏载荷比增韧前提高56％，说明本文对粘结材料的增韧改性具有一定的实际意义。