芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

对以芳纶纤维筋为有黏结预应力筋、环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能进行研究,共进行了10根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,梁截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况,提出区分芳纶纤维筋破断及混凝土压坏的界限等效配筋率或界限中和轴高度,推导出芳纶纤维筋拉断和混凝土压坏同时发生,混凝土压坏、芳纶纤维筋未拉断及芳纶纤维筋拉断、混凝土未压坏等情况的受弯承载力计算方法,并提出芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁短期刚度及裂缝宽度的计算方法。     

芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱的轴压比限值分析

基于约束混凝土的本构关系理论,对芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱的受力特性进行分析,推导出芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱截面在大、小偏心受压界限破坏条件下的轴压比,研究了纵筋等级、箍筋体积配箍率和芳纶纤维布体积配箍率对柱轴压比限值的影响,研究结果表明:芳纶纤维布和箍筋约束可明显提高混凝土的峰值应力与极限压应变,改善混凝土的受力性能;芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱可明显提高其轴压比限值,芳纶纤维布和箍筋的体积配箍率越大,界限轴压比越大;抗震设计时,为了提高框架柱的延性,除了增大箍筋的配置外,尚应合理选用纵筋的直径和等级。     

FRP筋的性能和应用

１ＦＲＰ筋的类别ＦＲＰ由高性能的纤维和基材组成。基材为聚酯（与玻璃纤维一起使用）、环氧等。而纤维一般为５～２０μｍ直径的连续纤维。纤维的种类有碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。现在常使用的ＦＲＰ筋有以下三种 :玻璃纤维增强塑料（ＧＦＲＰ）筋、碳纤维增强塑料（ＣＦＲＰ）筋、芳纶纤维增强塑料（ＡＦＲＰ）筋。ＦＲＰ筋中纤维占６０%～６５ % ,其余为基材。基材对ＦＲＰ筋的抗拉强度没有贡献 ,因而ＦＲＰ筋的强度小于用来制造它们的纤维的强度。ＦＲＰ筋的弹性模量小于用来制造它们的纤维的弹性模量。通过不同的加工方法 ,ＦＲ…     

温度影响FRP筋混凝土变形性能的试验研究

正土耳其研究人员开展了温度变化影响FRP筋混凝土变形性能的试验研究。FRP筋包括玻璃纤维筋、碳纤维筋、芳纶纤维筋和玄武岩纤维筋。制作了3种不同强度等级的棱柱钢筋混凝土试件,在其内部放置了FRP筋。通过对试验试件进     

工程结构用FRP筋的力学性能

通过分析工程结构用纤维增强塑料(FRP)筋的组成和物理力学性能特点,对比FRP筋性能和钢筋性能的不同之处,指出了FRP筋在工程结构中的适用性和应用前景。通过试验研究,分析了局部弯折对芳纶纤维增强塑料(AFRP)筋极限抗拉强度、加载速率和加载历史对编织型芳纶纤维筋(FiBRA)型AFRP筋弹性模量,以及应力水平对FiBRA型AFRP筋松弛率的影响,建立了规格为FA11的FiBRA型AFRP筋的松弛率计算公式。结果表明,局部弯折可能导致FRP筋的极限抗拉强度下降,FiBRA型AFRP筋编织状的成型特征造成其弹性模量在张拉过程中是渐趋稳定的,并且造成其总松弛量较大,工程应用时需充分考虑这些因素。     

纯复合材料筋混凝土的适用范围

为提高混凝土结构在一些特殊环境中的耐久性，国内外一直在研究用纤维增强塑料(FRP)筋混凝土来取代钢筋混凝土。目前常用的FRP筋主要有玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋、碳纤维增强塑料(CFRP)筋和芳纶纤维增强塑料(FRP)筋三种。此外，还有混杂纤维增强塑料(HFRP)筋，其变形性能要优于单一纤维增强塑料(FRP)筋。我国     

AFRP筋松弛性能的试验研究

在为期半年的松弛性能试验的基础上,研究了规格为FA11的AFRP(芳纶纤维)筋的松弛率随时间的变化规律。研究表明,AFRP筋的松弛较明显,松弛率与时间对数线性相关,且松弛率与张拉控制应力成正比关系。     

芳纶纤维塑料筋混凝土的粘结性能试验研究

通过27个拉拔试件和16个梁式试件的试验结果,分析了芳纶纤维塑料筋的粘结锚固性能和破坏模式,较为系统地探讨了混凝土强度、埋长、直径、箍筋配置等因素对粘结强度的影响。     

芳纶纤维增强塑料预应力高强混凝土梁弯曲特性及延性探讨

给出了以芳纶纤维增强复合塑料AFRP作为预应力筋的高强混凝土梁的弯曲特性及延性的试验结果 ,并提出用一个综合考虑强度与能量等因素的总体因子作为定义AFRP预应力混凝土梁的延性指标。     

纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究

分别以碳纤维筋(CFRP筋)及芳纶纤维筋(AFRP筋)为无粘结及有粘结预应力筋,以环氧涂层钢筋为非预应力筋,进行了2组共17条梁的受弯试验。试验结果表明,纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩与曲率(或弯矩与挠度)曲线接近为双折线,双折线的交点位于开裂弯矩Mcr处。基于双直线假设,利用实测试验梁的终点刚度折减系数β0.5,可求出1/β0.5对换算配筋率nfρ和预应力强度比λ的线性回归方程,并采用预应力筋粘结特征系数Ω对纤维塑料筋的面积进行折减,得到了能同时针对纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的统一的刚度计算公式。此外,对ACI440.4R-04提出的关于纤维塑料筋预应力混凝土梁的刚度计算公式,在有效惯性矩软化系数βd中引入预应力筋粘结特征系数Ω,从而使该刚度计算公式能够适用于纤维塑料筋无粘结及有粘结部分预应力混凝土梁的刚度计算,上述两种方法的计算结果与本文试验数据符合良好。     

AFRP筋混凝土梁受弯性能试验及理论分析

通过对具有不同配筋率的AFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究,推导了AFRP筋混凝土梁在适筋和超筋情况下的正截面承载力理论计算公式,提出了AFRP筋混凝土梁的挠度和裂缝宽度的计算公式,为今后进一步研究和设计AFRP筋受弯构件提供了参考。     

AFRP筋混凝土粘结强度和锚固长度的试验研究

通过对27个拉拔试件和16个梁式试件的试验,探讨AFRP筋与混凝土的粘结滑移关系、粘结强度,并且综合分析其他文献的结果,提出简化的局部粘结滑移本构关系和拔出破坏模式下锚固长度的计算公式。     

CFRP加固木柱性能的试验研究

通过10根CFRP加固木柱的试验,重点研究了CFRP形式、层数及埋设AFRP筋对木柱受力性能的影响。研究结果表明,粘贴水平CFRP布加固木柱的受压承载力提高7.6%～26.1%,延性性能也得到明显改善。侧面埋设AFRP筋加固木柱的受压承载力提高17.7%～41.5%,再采用水平CFRP布包裹后延性性能得到明显改善。提出了CFRP约束木柱的强度模型,并线性回归了约束有效性系数k1。CFRP加固木柱可显著提高木柱的受压承载力和延性,可应用于木结构维修加固的工程实践。     

预应力FRP筋增强RC梁受弯破坏模式研究

针对同时配有非预应力钢筋和有粘结预应力FRP筋的混凝土梁的受弯性能,分别以CFRP和AFRP作为预应力筋,研究对应于钢筋屈服和对应于FRP筋断裂的2类界限相对受压区高度大小关系的变化,进而研究FRP筋性能指标对受弯破坏模式的影响.研究表明,破坏模式与2类界限相对受压区高度大小直接相关,而2类界限相对受压区高度的大小又受FRP筋性能指标的直接影响,采用FRP筋短期性能指标和采用考虑了环境折减系数、徐变断裂折减系数、松弛提高系数和材料系数后的FRP筋长期性能设计值分别进行计算,结果存在着较大差异.4种破坏模式中,破坏模式Ⅰ为设计预期的正常破坏模式,破坏模式Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ应在设计时予以避免.极限延伸率相对较小的CFRP筋的张拉控制应力不宜过高,否则会在长期使用过程中先于结构中钢筋屈服发生断裂.     

BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁抗弯试验与有限元分析

通过抗弯性能试验,分析了玄武岩纤维增强筋(BFRP筋)/钢筋混合配筋混凝土梁的承载力、破坏形态、挠度及裂缝发展情况。在试验基础上利用ANSYS软件建立了BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的三维有限元数值分析模型,并与试验结果进行了对比。在数值分析模型基础上研究了FRP筋类型及其布置方式对混合配筋混凝土梁抗弯性能的影响。结果表明:BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的破坏形式均为钢筋屈服后受压区混凝土被压碎;配筋面积比Af/As越大,初裂荷载越小,裂缝总数越少,挠度逐渐增加;建立的数值分析模型能较准确地模拟BFRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能;BFRP筋、AFRP筋(芳纶纤维增强筋)及GFRP筋(玻璃纤维增强筋)与钢筋混合配筋混凝土梁的荷载-挠度曲线比较接近;与BFRP筋相比,CFRP筋(碳纤维增强筋)/钢筋混合配筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载分别高14.2%和9.3%,最大挠度小35%左右;BFRP筋的布置方式(单层或双层)对混合配筋混凝土梁抗弯性能的影响不大。     

Numerical study on the cyclic response of AFRP reinforced columns with externally unbonded energy dissipaters

Fiber-reinforced polymer bars are gaining increased use in the construction market as a replacement to steel reinforcement for concrete structures. However their use as compression members is limited due to their mechanical properties, typically low flexural rigidity, so that local buckling may occur relatively at low stress levels. Their premature rupture in reinforced concrete (RC) columns could be eliminated by enhancing the columns’ response elastically and concentrating damage to the externally installed, replaceable post-tensioned structural fuses. This paper is part of a larger numerical and experimental investigation to develop and validate design methods for a rocking aramid fiber reinforced polymer (AFRP) reinforced concrete column. The numerical study, implemented using the Extreme Loading for Structures software, consists of a total of thirteen columns. The columns were subjected to axial load followed by cyclic lateral load up to failure to examine the effectiveness of the rocking connection and overall response. The effect of key variables such as longitudinal bar ratio, structural fuse sizes and tie spacing was investigated. Ductility and energy dissipation gains of the rocking AFRP RC columns were compared to that of the conventionally reinforced steel column, and expected performance of the rocking connection was achieved.     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯性能研究

本文对预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能做了初步的研究,并提出了带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的施工工艺。通过10根试件的受弯试验,对比了预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩及抗弯刚度等工作性能,分析了芳纶纤维布的预应力水平和加固层数对试件受弯性能的影响。试验结果表明,非预应力芳纶纤维布加固的试验梁与未加固的基准梁相比,其开裂弯矩提高了12%~16%,屈服弯矩提高了13%~29%,极限弯矩提高了26%~65%;预应力芳纶纤维布加固的试验梁与未加固的基准梁相比,其开裂弯矩提高了114%~306%,屈服弯矩提高了38%~101%,极限弯矩提高了29%~101%。可见,预应力芳纶纤维布能显著地提高被加固钢筋混凝土梁的受弯性能。在试验研究基础上,本文给出了承载力计算方法,计算结果与实测值符合较好。