FRP强约束混凝土矩形柱应力-应变关系的研究

混凝土矩形柱在FRP侧向强约束作用下,极限应力、极限应变的提高系数与FRP的包裹量及截面形状、特征有关。在对国内外大量试验结果分析的基础上,提出了FRP强约束混凝土矩形柱极限应力、极限应变的计算方法;FRP强约束矩形混凝土柱的应力-应变全过程曲线可分为三段,第一、三段表现为线性特性,第二段为过渡区域,呈现非线性特性,但非常短暂,给出了两个能够反映曲线特征的应力-应变关系模型,其预测结果与相关文献试验曲线符合很好;对影响FRP强约束矩形截面混凝土应力-应变关系的参数进行了研究。     

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。     

碳纤维复合材料(CFRP)约束矩形截面混凝土柱应力-应变关系研究

现有对于CFRP约束混凝土圆柱的应力-应变关系的研究已经开展得较为广泛,但对于实际中存在更多的矩形柱而言,其相关研究却非常有限。本文对14根碳纤维（CFRP）约束矩形截面混凝土柱进行了轴压试验,分析了试验现象和受力机理,研究了圆角半径,截面长宽比、外包纤维量对承载性能的影响,给出了试验结果,并基于试验数据验证了Lamand Teng（2003）提出的面向设计的纤维约束混凝土矩形柱应力-应变模型,所得的计算值与试验结果基本吻合,证明了该模型的可靠性,能够满足设计要求。     

FRP约束混凝土矩形柱有软化段时的应力-应变关系研究

随着侧向FRP约束条件的变化,FRP约束矩形混凝土可区分为强、弱约束两种状态,表现为应力-应变关系曲线是否有软化段.本文在国内外大量试验数据分析的基础上,给出了判断FRP强、弱约束矩形混凝土柱的界限值;随后,针对FRP弱约束矩形混凝土柱应力一应变关系进行了系统研究,认为在不同FRP约束条件下,软化段直线终点可近似认为均位于通过原点的同一条虚直线上,建议了峰值应力、应变及软化段直线刚度的计算方法,其应力一应变关系模型可采用二次抛物线加直线表达,所建议公式及模型预测结果与相关文献试验数据符合很好;最后,对FRP弱约束矩形截面混凝土柱的应力一应变关系进行了参数分析.     

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约束混凝土圆柱有软化段时的应力-应变关系研究

试验研究了不同数量、不同类型(高强度、高弹模、高延性)FRP约束混凝土圆柱的应力-应变关系,发现其应力-应变关系曲线可能有软化段也可能没有软化段。指出FRP约束混凝土圆柱的轴向最大应力主要与侧向约束强度或侧向约束刚度有关,而轴向极限应变除了与该两个参数有关外,还与FRP的轴向极限拉应变有关。基于试验及搜集到的数据,提出判断FRP约束混凝土圆柱有无软化段的侧向约束强度与混凝土强度比界限值。基于对FRP侧向约束刚度和强度、FRP轴向极限拉应变、混凝土强度及弹性模量等参数的分析,提出了FRP约束混凝土圆柱有软化段时的峰值应力、峰值应变、极限应力及极限应变计算公式。最后,建议了两个确定FRP约束混凝土圆柱有软化段时的应力-应变关系模型。与大量试验数据的比较表明,本文建议的公式和模型与试验结果均符合较好。     

FRP约束混凝土柱应力-应变计算模型及其比较

随着FRP约束混凝土在实际工程中应用的日趋广泛,有关其力学性能的研究在不断的深入,其中热点问题还是集中在应力-应变关系的研究。文章分析了FRP约束混凝土的受力特点和约束机理,从众多的约束混凝土应力-应变模型中优选出其中的七个有代表性的计算模型加以介绍,并在对两组试验数据处理的基础上进行了分析和评价,结果表明Xiao模型能较好的预测试验结果。     

FRP约束混凝土矩形柱模型的评估

FRP的侧向约束能够提高混凝土的强度和延性,对不同的截面形状,FRP约束的效果是不同的,目前,对FRP约束矩形截面混凝土所建立的应力-应变关系模型非常有限,多数模型基于自己的少量试验数据,其可靠性需要评估,本文对国内外既有的FRP约束矩形混凝土极限应力、应变模型进行了回顾,指出各自模型的特征,基于收集的大量FRP约束混凝土矩形柱的试验数据,对各模型进行了系统的评估,指出各模型的优劣之处。结果表明,不同模型的准确性具有一定的适用条件,进一步的研究应区分强、弱约束的不同条件。     

纤维增强复合材料约束下圆形混凝土柱应力-应变全曲线简化模型

在国内外关于FRP(纤维增强复合材料)约束圆形混凝土柱的研究基础上，对FRP约束中必须考虑的相关参数即侧向约束刚度、约束强度、未约束混凝土的峰值应变、软化段界定等作了分析。提出新的三折线简化模型，并考虑到了上述参数的影响。与试验数据进行比较分析，结果表明该模型与试验数据吻合较好，该模型结构形式简单，参数取值方便。     

纤维增强复合材料约束下方形混凝土柱的轴向应力-应变模型

FRP织物约束方形混凝土柱可以提高其强度和延性,但提高幅度相对于圆形截面柱较小,主要是由于截面形状以及FRP在方柱拐角处应力集中的影响。在国外关于FRP约束方柱的试验研究基础上,对截面形状、约束强度及刚度、拐角应力集中以及强约束临界点等参数进行分析,并根据约束混凝土的强度和应变分别为荷载路径的无关量及相关量,提出新的简化两段线——抛物线、直线轴向平均应力-应变模型。该模型考虑了上述影响参数,并与相关试验数据进行比较分析,结果表明简化的轴向应力-应变模型与试验数据吻合较好,其结构形式简单,参数取值方便。     

负载下碳纤维布约束混凝土方柱轴压应力-应变关系的试验研究与分析

通过16个碳纤维布约束混凝土方柱的轴压试验,研究了方柱在不同的负载水平和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析。试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果是有明显影响的。随着负载水平的提高,第二阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应。本文在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据本文的试验结果,首次提出了考虑负载影响的第二阶段刚度、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土方柱的应力-应变关系计算模型。     

碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压性能研究

对碳纤维布约束的混凝土柱(从方形截面逐步过渡至圆形截面)进行了轴压性能试验。试验研究了碳纤维布约束混凝土柱的破坏形态及轴压应力与轴向、横向应变之间的变化曲线,确定了碳纤维布的有效应变系数。探讨了FRP材料约束混凝土矩形柱的侧向约束机理;提出了新的有效约束面积模型及侧向约束压力计算公式。基于现有试验研究成果,建立了碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压强度与峰值应变计算模型。针对碳纤维布充足约束混凝土矩形柱的应力-应变反应,提出了双线性理论模型,理论计算曲线与试验曲线基本吻合。     

FRP约束钢筋混凝土柱的抗震性能研究现状

纤维增强聚合物(FRP)以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注，近年来被广泛地用于各种形式结构的修复和加固。从结构试验、计算理论和计算方法三个方面，阐述了国内外研究者对FRP约束钢筋混凝土柱抗震性能的研究现状，分析了研究中存在的不足，并对FRP约束钢筋混凝土柱的抗震性能今后的研究提出了展望。     

重复荷载作用下碳纤维约束混凝土加卸载准则

对12个碳纤维约束混凝土棱柱体试件(100×100×300)进行了重复荷载受压试验,分析了重复荷载作用下碳纤维约束混凝土加载及卸载应力-应变曲线的特征,基于试验结果的回归分析,建立了加卸载准则的数学表达式。分析预测与试验结果的比较证明了所提出的加卸载准则的准确性及适用性,为轴力和往复水平荷载作用下碳纤维约束混凝土柱的非线性分析提供了材料的滞回本构模型。     

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。