FRP筋性能及其在混凝土结构中的应用浅析

使用FRP筋代替普通钢筋是解决混凝土结构中钢筋锈蚀问题的一个研究方向。本文简要介绍了FRP筋的种类、生产加工工艺及其物理力学性能,阐述了FRP筋在钢筋混凝土结构中的应用概况,并分析了FRP筋混凝土构件的研究方向及应用前景。     

FRP筋混凝土构件受力性能的研究现状

FRP筋是一种高性能的复合材料,与钢筋相比,FRP筋具有轻质、高的抗拉强度、耐腐蚀性好等特点。近年来,FRP筋代替钢筋或预应力钢筋被应用在混凝土结构中以提高耐久性成为一种趋势。文章对FRP筋增强混凝土梁、柱受力性能的研究现状进行了相关的介绍,并提出有待进一步深入研究的相关问题。     

FRP筋混凝土梁研究现状

FRP筋具有优异的耐腐蚀性能,同时具有抗拉强度高、疲劳性能优、徐变松弛性能好等优良力学性能,适用于替代普通钢筋和预应力钢筋用于腐蚀环境和特殊工程。介绍了FRP筋的力学性能及其与混凝土、纤维混凝土的粘结性能,并对FRP筋梁、FRP筋与钢筋混合配筋梁、FRP金属复合筋梁、ECC-FRP筋混凝土复合梁的国内外研究现状进行了总结。     

装配式FRP筋混凝土节点研究

为了解决钢筋锈蚀的问题,研究人员提出采用FRP筋来替代钢筋使用到腐蚀环境中。由于FRP筋成型之后无法进行焊接和机械加工,文中提出在使用FRP筋混凝土时采用装配式的结构形式进行施工,之后对装配式FRP筋混凝土节点进行设计,再通过有限元模拟分析节点的力学性能。     

方形螺旋箍GFRP筋混凝土柱承载力分析

在恶劣环境下,用纤维增强复合材料(FRP)筋取代钢筋应用于混凝土结构中,正成为解决钢筋锈蚀问题的一种较为普遍的解决方案。目前已有大量FRP筋性能和FRP筋混凝土柱性能的相关研究,但是方形螺旋箍FRP筋混凝土柱的相关研究很少。提出了方形螺旋箍GFRP筋混凝土柱承载力计算公式,并用Abaqus软件对8根柱进行模拟分析,结果表明该公式的计算结果与有限元模拟值吻合较好。     

纤维塑料筋混凝土结构的系列研究

彻底解决钢筋锈蚀问题的一个有效办法是采用纤维塑料筋(即FRP筋),1995年我们在国内首先开展了FRP筋混凝土结构的系列研究,取得了阶段性的研究成果:①研制生产国内首批FRP螺纹筋;②对FRP筋在不同环境介质中的粘结锚固性能进行研究;③对FRP筋普通混凝土梁的受力性能和设计理论进行研究;④研制新型FRP筋预应力锚具;⑤对预应力FRP筋混凝土粱的受力性能和设计理论进行研究等.本文重点介绍以上几方面的研究工作,并对今后FRP筋混凝土结构的发展趋势作了展望.     

FRP-钢筋混杂配筋混凝土梁抗弯性能

纤维增强复合筋(FRP筋)具有抗拉强度高,重量轻和耐腐蚀性等特点。可以更好地解决钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀问题,对提高结构的耐久性有很大的作用。FRP筋应力-应变关系为线弹性,并且FRP筋的弹性模量相对较小,单独配置FRP筋的混凝土梁的变形和裂缝较大。采用钢筋与FRP筋混杂配筋混凝土梁,相对于钢筋混凝土梁产生的挠度较小。本文介绍了FRP-钢筋混杂配筋混凝土梁的抗弯承载力、最大裂缝和挠度计算方法,为相应的工程应用提供依据。     

FRP筋钢纤维混凝土结构应用浅析

FRP筋钢纤维混凝土结构利用了FRP筋的耐腐蚀,抗拉强度高与钢纤维的抗开裂能力,从根本上解决了钢筋锈蚀问题与普通混凝土结构在受载过程中变形大、裂缝开展快的问题。本文分别介绍了FRP筋与钢纤维混凝土的材性性能和研究现状,并提出纤维筋钢纤维混凝土结构的运用前景和设计建议。     

FRP筋力学性能试验研究及混杂效应分析

介绍了FRP筋及锚具的设计与制作方法,FRP筋抗拉强度、弹性模量、延伸率等力学性能试验方法,对FRP筋拉伸试验结果进行了统计分析,给出了用于FRP筋混凝土结构设计的力学性能指标,提出了混杂纤维FRP筋设计思路.试验结果表明,FRP筋应力-应变关系呈线性变化,弹性模量、延伸率小于钢筋,强度-质量比、耐久性等方面明显优于钢筋,作为一种新的混凝土结构抗拉材料切实可行.     

国外对FRP筋的研究与应用

为解决钢筋混凝土结构中，钢筋的锈蚀问题，在构件中以FRP筋替代钢筋，因而不存在所谓的钢筋锈蚀问题，彻底解决了由钢筋锈蚀产生的耐久性问题。与钢筋相比，在混凝土结构中配FRP筋，具有较优越的特性，介绍了其在结构使用中的优缺点。国外在FRP筋的相关研究领域，取得了一些成果，并且已在个别试验工程中进行了应用。     

FRP配筋混凝土结构研究进展及其应用

在恶劣服役环境下,钢筋锈蚀是目前混凝土结构面临的主要问题.纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)筋作为一种新型材料,由于其具有轻质高强和优异的耐腐蚀性等特点,适用于替代普通钢筋以有效提升混凝土结构的耐久性能.基于近年来国内外已开展的相关研究工作,通过对FRP筋的基本力学和耐久性能、F...     

Corrosion of steel reinforcements embedded in FRP wrapped concrete

A large number of reinforced concrete (RC) structures that have been damaged due to corrosion of steel reinforcements are rehabilitated with fiber-reinforced polymer (FRP) composites. This paper investigates the progression of corrosion of steel in concrete after it has been treated with surface bonded FRP. Concrete cylinders with embedded steel bars are immersed in salt water and anodic current is passed through the reinforcement to initiate cracking in concrete due to accelerated corrosion of steel. Glass and carbon FRP sheets have been adhesively bonded on the cylinders. Anodic current was continued for specified times. Pull out strength, mass loss, half cell potential of the steel and cell voltage have been reported as metrics of performance of the samples. FRP wrapped samples have shown substantially higher resistance to corrosion.     

FRP筋混凝土受弯梁正截面受力分析

纤维增强塑料(FRP)筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,对FRP筋代替混凝土结构中易受腐蚀的钢筋进行研究,这对改善钢筋混凝土结构的某些性能和拓宽工程应用范围,具有明确的工程意义。本文对FRP筋混凝土受弯梁进行了正截面受力分析,并推导了相关的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

套管钢筋混凝土柱结构的发展和展望

回顾了套管钢筋混凝土柱的发展过程。在套管钢筋混凝土柱中 ,套管用作柱中的横向增强 ,主要起约束和抗剪作用。Tomii和作者等人在 1985年首次提出套管柱的概念 ,并验证了套管柱能够有效防止柱的剪切破坏并显著提高柱的延性。随后 ,这一概念被推广到利用焊接钢管和纤维增强塑料外包壳加固既存钢筋混凝土柱。本文还展望了使用纤维增强塑料套管进行新建柱设计的研究。     

纤维塑料筋在混凝土结构中的应用

为彻底解决混凝土结构中的钢筋锈蚀问题,自８０年代中期以来,欧美、日本等国采用一种新型配筋材料———纤维塑料筋（即ＦＲＰ）来替代普通钢筋。ＦＲＰ具有耐腐蚀、抗拉强度高、抗剪强度低、比重小以及弹性模量低等特点,目前国外已对ＦＲＰ进行了较多的材料特性与结构性能研究,并已将ＦＲＰ成功地应用于桥梁、水工建筑物、海港码头以及加固工程等。文章主要介绍国外有关ＦＲＰ科学研究和工程应用的最新进展。     

纤维增强聚合物筋混凝土的研究与应用

纤维增强聚合物(FRP)筋是一种具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等特点的新型复合材料.对纤维增强聚合物筋的基本性能及特点做了简要的分析,并介绍了纤维增强聚合物筋混凝土在国内外的研究和应用现状.     

部分配置FRP筋框支剪力墙抗震性能研究

针对全钢筋混凝土框支剪力墙在工程中所存在的问题,提出了采用比强度高、耐腐蚀性能好、自重轻但弹性模量低并具有线弹性性能的纤维增强塑料(FRP)筋来替换该剪力墙中部分钢筋的建议.通过拟静力试验及非线性有限元数值分析,比较了1榀全钢筋混凝土框支剪力墙试件(FSW-1)和1榀部分配置FRP筋框支剪力墙试件(FSW-4)的裂缝发展规律和破坏模式,及其承载能力、延性性能和滞回特征.结果表明:部分配置FRP筋框支剪力墙结构具有较高的承载能力和较好的抗震性能;非线性有限元分析结果与试验结果吻合较好.     

纤维塑料筋(FRP筋)在混凝土结构中的应用

为解决钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的问题,国内外普遍开展了纤维塑料筋（FRP筋）来代替普通钢筋的应用研究.FRP筋具有耐腐蚀、抗拉强度高、电磁绝缘性好及弹性模量低等特点,国外早已大力开展了对FRP材料的力学特性、加工工艺和结构性能研究,并将其用于钢筋混凝土结构,且在试验研究和工程应用等方面均取得了丰硕的成果.本文在对目前研究成果进行分析的基础上,主要介绍了国内外有关FRP筋的最新研究进展.     

预应力FRP筋混凝土梁的研究进展

FRP作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。对FRP筋预应力混凝土梁的结构延性、抗弯性能、抗剪性能和长期性能等关键问题进行了仔细的分析总结,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。