GFRP筋加强混凝土的粘结性能研究

采用拔出试验研究分析了玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋和呋喃混凝土、普通水泥混凝土之间的粘结性能，比较了对GFRP筋表面进行不同方法处理后的拔出强度，并对GFRP筋加强呋喃混凝土梁进行了弯曲试验分析，结果表明当对GFRP筋表面进行缠绕纤维等处理后它与混凝土之间的粘结强度将得到较大提高，相对于普通混凝土来说GFRP筋与呋喃树脂混凝土之间具有更好的粘结性能，并且在粱中使用GFRP筋代替普通钢筋可以使梁承受更高的破坏荷栽和更好的防腐性能。     

FRP混凝土连续梁延性的试验分析

结合已有的国内外学者的研究成果,针对FRP筋的受力性能和FRP筋混凝土梁的受力特点,对3根FRP筋混凝土连续梁和2根FRP筋简支梁的受弯性能进行了试验研究。考察了FRP筋配筋率的变化对梁变形性能的影响,得出裂缝发展规律,总结了FRP筋混凝土连续梁的荷载-挠度变化规律;利用试验结果,计算和分析了FRP筋混凝土梁的延性。     

FRP筋混凝土梁粘结滑移力学性能数值分析

为了研究FRP筋与混凝土之间的粘结性能以及FRP筋与FRP筋混凝土构件的力学性能,采用ABAQUS建立FRP筋混凝土梁有限元数值模型,模型中混凝土采用塑性损伤模型,FRP筋采用线性单元.FRP筋单元和混凝土单元采用非线性弹簧单元连接,通过选取粘结滑移本构、锚固长度计算公式和调整添加弹簧的数量以及位置来考虑粘结滑移对FRP筋混凝土梁受力性能的影响.数值模拟结果与文献试验结果具有较好的一致性,验证了该有限元模型的正确性,所得结果对FRP筋混凝土结构试验具有一定的指导作用.     

配FRP箍筋混凝土梁的抗剪性能研究进展

箍筋位于钢筋骨架最外侧,容易受到外界环境侵蚀而发生锈蚀,而采用纤维增强塑料(FRP)箍筋替代钢箍筋则可以有效解决该问题.与钢箍筋相比,FRP箍筋具有抗腐蚀性能优良、抗拉强度高、重量轻等优点,尤其适用于桥梁、水工等恶劣环境下的混凝土结构.20多年来,国内外针对FRP箍筋及配FRP箍筋的混凝土梁开展了较为系统的试验及理论研究.试验研究方面:得到了FRP箍筋的直径、弯曲段半径等对其弯拉强度的影响规律;研究了不同FRP箍筋配箍率对混凝土梁破坏模式与抗剪强度的影响.理论研究方面:借鉴钢筋混凝土梁抗剪模型的研究成果,提出了配FRP箍筋混凝土梁抗剪强度的设计计算方法.总结了上述有关研究成果,并对今后的研究方向进行了展望.     

考虑黏结-滑移效应的FRP筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法

由于纤维增强聚合物(FRP)筋的弹性模量较低,FRP筋混凝土梁的设计状态通常采用其在正常使用极限状态下的裂缝宽度来控制,故准确预测最大裂缝宽度对FRP筋混凝土梁的设计及应用至关重要。FRP筋混凝土梁裂缝宽度的计算公式依然沿用我国《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608—2010)中的半经验计算公式,计算结果偏小。相较于经验公式,基于应力传递的数值计算模型可以充分反映开裂混凝土和FRP筋之间应力重分布的复杂特性。因此,在综合考虑FRP筋与混凝土间的黏结-滑移效应、裂缝间混凝土拉伸硬化效应以及材料非线性本构关系等问题的基础上,建立了FRP筋混凝土梁裂缝宽度计算的数值模型。数值分析中采用了两种黏结应力-滑移本构模型,通过对比可得,本构模型的选取对计算结果具有较大的影响。将数值模型计算结果与试验结果和按规范中公式计算的结果进行对比后发现:试验梁纯弯区短期平均裂缝宽度的模型预测结果与试验结果较为接近,两者比值的均值为0.92;按修正后的公式计算,结果更精确。     

预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的恢复力模型

作为一种新型建筑材料,FRP具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,非常适合作为预应力筋材料.通过4根预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的试验研究,根据预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下滞回曲线的特点,提出了适合于预应力FRP筋混凝土梁的弯矩-曲率恢复力模型,并与试验结果进行了比较,计算模型与试验结果吻合良好。     

FRP筋混凝土梁裂缝控制验算方法的研究

在试验及国外有关成果的基础上，提出了FRP筋混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式；给出了能够用于工程实际的FRP筋混凝土梁最大裂缝宽度限值及使用荷载作用下FRP筋的允许应变限值的取值建议；指出在进行FRP筋混凝土梁截面的配筋设计时，很多情况下起控制作用的将是裂缝宽度的允许值而不是其极限强度。     

FRP混凝土板的非线性分析研究

由于钢筋的抗腐蚀性能较差,在自然环境或使用环境较恶劣的条件下,钢筋混凝土结构常因为钢筋的锈蚀而导致结构的强度失效和破坏。随着技术的发展,生产发明了抗腐蚀性能非常好的FRP筋,且用FRP筋作为混凝土结构加强筋的应用和研究,越来越引起土木工程界和学术界的重视。本研究构造一个无剪力自锁的四边形层叠板单元,以进行中厚度FRP混凝土板的非线性分析研究。Timoshenko梁函数用来构造单元的弯曲形函数。单元模型中考虑FRP筋的脆断行为,混凝土材料的非线性行为包括拉伸、压缩、开裂和拉伸强化等行为及结构几何非线性行为。运用该四边形层叠板单元,对典型的FRP混凝土板进行了非线性分析研究。将数值分析结果和实际实验室试验结果进行了比较,以验证该非线性分析的有效和正确性。     

有黏结预应力FRP筋混凝土梁的抗弯设计

为了研究非预应力钢筋对预应力FRP筋混凝土梁抗弯性能的影响,本文定义了各种破坏模式,推导了相应的承载力计算公式,对抗弯强度的折减系数进行了分析,并通过文献中的试验数据对设计公式进行了校核,最后对体内有黏结预应力FRP筋混凝土梁的抗弯设计提出了建议.     

影响FRP筋与混凝土黏结性能的主要因素

目的阐述FRP筋混凝土的黏结机理。探讨影响FRP筋与混凝土黏结性能的主要因素．方法对84个FRP筋混凝土试件进行中心拉拔试验。总结和分析试验结果，对影响FRP筋与混凝土黏结性能的主要因素进行研究．结果剪切滞后使受拉FRP筋横截面中心与边缘的变形有一定差异，横截面的正应力非均匀分布，使得黏结强度随FRP筋直径的增大而降低．试件的黏结强度随埋深的增加而降低．对于混凝土强度等级大于C15的试件，混凝土强度对黏结强度的影响还难以定论．另外，FRP筋的表面形式和不同类型纤维组成也是影响其与混凝土黏结性能的重要因素．结论FRP筋直径、埋置深度、FRP筋表面形式和类型等均对FRP筋与混凝土之间的黏结性能有重要的影响，而混凝土强度的影响还难以确定，仍需要大量的试验进行验证．试验结果为深入了解FRP筋与混凝土的黏结性能提供了依据．     

FRP增强混凝土缺口梁破坏模式的数值模拟

为了探讨纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土缺口梁的缺口高度(a0)和FRP片材长度(Lz)对破坏模式及其极限承载力的影响,对缺口梁在集中载荷作用下的内部裂纹扩展、破坏模式及极限承载力进行了数值模拟,并从极限承载力和声发射信号方面入手探讨了FRP片材对混凝土梁的加固机理.数值模拟给出了载荷-位移曲线、声发射-位移曲线和...     

复合材料加固混凝土梁斜截面承载力的研究

外粘贴纤维复合材料(FRP)加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力与加固方式、FRP材料、FRP-混凝土界面应力和混凝土梁的原始参数有关。针对汶川地震中大量的斜截面破坏问题,分析了不同的加固方式、加固材料、配箍率、剪跨比和混凝土强度等参数对加固效果的影响。结果表明:FRP综合加固后混凝土梁斜截面承载力和变形能力明显提高,混凝土裂缝扩展延缓,加固效果明显;其中剪跨比和混凝土强度对加固后梁的挠度影响较大,而配筋率对加固后梁的承载力和变形能力均有较大影响,但对承载力影响最明显。同时对外贴FRP加固后混凝土梁的斜截面承载力进行理论分析,通过与已有的理论计算公式相比较,理论计算结果与试验结果符合较好。     

纤维增强混凝土梁的力学性能

为了提高梁的抗拉性能和承载力,利用有限元分析软件ANSYS对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)加固钢筋混凝土梁进行研究.建立了GFRP加固混凝土梁的计算模型,结合已有试验对加固梁的力学性能进行分析,验证模型的正确性.将碳纳米管加入混凝土梁中可改善梁的力学特性,不同部位掺入碳纳米管时梁的承载能力不同.结果表明,相对于FRP加固混凝土梁,掺入体积分数2%的碳纳米管GFRP加固梁承载力提高了27%.     

钢筋混凝土梁塑性损伤模型的数值模拟

为了对钢筋混凝土适筋梁和钢筋混凝土超筋梁的破坏过程进行数值模拟,利用ABAQUS软件的后处理程序分别绘出两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线,并针对两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线分析简支梁的不同破坏形式,求出两种梁的极限弯矩和受剪承载力,与按照现行混凝土结构设计规范计算的理论结果进行比较.试验结果表明,模拟结果与理论结果比较接近,且符合钢筋混凝土简支梁破坏的基本规律,采用的分析模型是正确的,对该结构采用有限元分析的方法是有效的.     

有粘结预应力FRP筋混凝土梁受弯有限元模拟

采用有限元软件ABAQUS对预应力FRP筋混凝土梁受弯性能进行模拟。通过降温法施加预应力,忽略预应力筋与混凝土之间的粘结滑移。在收敛度差调整到3%、线性受拉损伤值dt的峰值取为0.9时,模拟结果与他人的试验结果比较基本吻合。     

预应力片材加固负载RC梁受弯承载力分析

分析有初始弯矩作用时,预张纤维片材粘贴加固混凝土梁中加固材料相对该处混凝土滞后应变或超前应变的计算方法和纤维片材中有效预应力的取值;对预应力FRP粘贴加固梁构成的复合截面,分析各种可能应变组合下的受弯极限状态,给出两大弯曲破坏类型(分别由片材拉断和混凝土压碎引发)的界限判别条件和极限承载力计算表达式.试验分析表明,极限承载力试验值与计算值比值的均值为0.99,变异系数为0.047.     

FRP加固钢筋混凝土梁壁厚计算

在外部粘贴纤维增强复合材料 (FRP)来加固钢筋混凝土梁主要有 2种粘贴方式 ,即只在梁的底部粘贴和在梁的整个下半部粘贴 FRP。根据钢筋的屈服应变和 FRP的极限应变大小 ,通过理论分析分别给出了 2种粘贴方式下 FRP的最小厚度与最大厚度 ,并进行了实例计算。其结果为 FRP加固层的厚度确定提供了取值范围 ,对钢筋混凝土梁的加固方案设计具有参考价值。