轴心受压FRP约束圆形混凝土柱应力-应变模型

外包纤维复合材料(FRP)可以有效的提高混凝土柱的承载力和延性.本文系统总结了现有的几种FRP约束混凝土柱应力-应变模型,通过对已有大量试验研究结果的分析,指出FRP约束圆形混凝土柱的性能主要取决于FRP对混凝土柱的约束效果,引入约束效应系数ξ.并以约束效应系数ξ为主要参数,提出了FRP约束圆形混凝土柱三阶段应力-应变模型.该模型能较好的反映FRP约束混凝土柱应力-应变关系的特点,模型计算结果与试验数据吻合较好.     

条带式FRP约束混凝土方柱的轴压承载力分析

为了研究条带式FRP约束加固混凝土方柱的轴心受压承载性能和工作机理,对3组(12个)FRP约束混凝土方柱试件进行了试验研究和受力机理分析,基于极限平衡法推导出了FRP约束混凝土方柱的承载力计算模型,计算结果与试验值基本一致。揭示了FRP约束混凝土方柱的工作机理,约束区域分为强约束区和弱约束区,借助试验结果和FRP约束刚度回归出了强约束区混凝土的极限抗压强度计算公式,考虑FRP种类、条带间距和宽度给出了FRP约束方柱的极限承载力计算方法。     

FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型

为精确模拟FRP约束混凝土的单轴受压性能,提出了FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型的建立方法.在分析国内外大量试验数据基础上,依据八面体强度准则提出了FRP约束混凝土圆柱极限强度的计算方法,分析FRP约束混凝土圆柱极限应变与侧向约束强度的关系,建立了极限应变的计算方法;分析应力-应变全曲线试验结果中轴向应变与环向应变的关系,建立由轴向应变确定环向应变的计算公式;以Mander本构模型为主动约束关系,采用增量方法计算了FRP约束混凝土圆柱的应力-应变系曲线,模型预测结果与多数试验结果吻合较好.     

FRP与砌体界面的粘结承载力

目的 建立FRP与砌体界面的粘贴承载力模型.方法 对8个试件进行FRP与砌体界面的粘结强度的试验,试验前需对FRP浸胶处理,采用液压千斤顶等速连续加载,拉拔力由荷载传感器计量,纤维片材的应变采用电阻应变计测量,试验数据由UCAN70A采集.结果 结合试验数据,考虑块体、砂浆强度和考虑FRP布约束的因素,建立新的FRP与砌体界面的粘贴承载力计算公式.结论 提出的FRP与砌体界面的粘结承载力计算模型,为广大工程计算人员提供计算依据.     

FRP约束混凝土圆柱体本构关系模型

在FRP约束混凝土圆柱体试验的基础上,系统地评估了已有的FRP约束混凝土圆柱体强度模型及应力应变本构关系模型。将已有的强度模型分为两类,即基于钢箍约束混凝土强度模型和基于试验的经验公式。通过与大量的试验数据比较,指出了已有强度模型的不足之处。应用数理统计的方法建立了FRP约束混凝土圆柱体强度及峰值应变计算公式。在分析试验数据的基础上,提出了FRP约束混凝土圆柱体三阶段本构关系模型。计算结果表明,本文提出的FRP约束混凝土圆柱体强度模型及本构关系模型与试验值吻合较好。     

FRP-钢夹层复合管混凝土桥墩轴压承载力试验

为改善现有钢管混凝土不耐腐蚀以及FRP约束钢管混凝土施工复杂的缺点,提出一种新型组合构件:FRP-钢夹层复合管混凝土.为探究其受力性能,进行了FRP-钢夹层复合管混凝土柱式桥墩轴压试验研究,并与FRP约束钢管混凝土以及钢管混凝土进行对比,分析3种结构形式的受力性能和破坏模式.试验结果表明:钢管混凝土短柱因含钢率较低而发生剪切破坏,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱与FRP约束钢管混凝土短柱由于外部FRP的附加约束作用均产生腰鼓型破坏; FRP约束钢管混凝土短柱树脂基体被挤压破碎,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱由于夹层的存在未发生树脂基体的挤压破碎;与FRP约束钢管混凝土短柱相比,由于夹层灌浆料的作用,FRP-钢夹层复合管混凝土短柱承载力提高35.3%,极限变形提高22.5%.此外,在现有钢管混凝土和FRP约束混凝土承载力计算公式基础上得到了FRP-钢夹层复合管混凝土短柱的承载力计算公式,计算结果与试验值吻合良好.     

环向预应力FRP约束混凝土圆柱应力应变关系

环向预应力FRP能够对核心混凝土提供主动约束,避免FRP的应力滞后问题,增强约束效果。在设计时若采用非预应力FRP约束混凝土的计算模型和应力应变关系模型,将会造成很大的误差。引入与环向预应力大小有关的初始约束应力和有效约束应力,并依据已有的试验数据和有限元模拟,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变的计算模型;分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的初始弹模,借鉴已有的FRP约束混凝土的应力-应变关系模型,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的三线性应力-应变关系模型,计算结果与试验结果吻合良好。     

FRP约束混凝土快速荷载下的强度计算

通过42个不同包裹条件下的FRP约束混凝土圆柱体试件静载和在不同应变速率下的试验，研究FRP约束混凝土快速荷载下的强度．结果表明，FRP约束混凝土在快速荷载下的强度随着应变速率的增加而提高，与对数应变速率呈线性关系，其斜率α与约束比ξ有关，α 随ξ的增加而增大．拟合了FRP约束混凝土快速荷载下的强度计算公式，计算结果与试验值吻合较好，为FRP约束混凝土合理应用于混凝土结构抗震加固提供了参考依据．     

FRP约束损伤混凝土环向应变-轴向应变关系

为分析混凝土损伤对FRP约束混凝土的影响,通过收集已有文献的264个试验数据,建立一个包含混凝土试件截面形状、损伤种类和损伤程度,以及FRP约束刚度的大型数据库. 基于数据库对现有环向应变-轴向应变关系模型进行评估,并在Jiang等模型的基础上,建立FRP约束损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型,采用数据库对新提出模型的准确性进行验证. 计算结果表明:Jiang等模型可以准确描述FRP约束未损伤混凝土圆柱的环向应变-轴向应变关系,但是现有的FRP约束未损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型不适用于FRP约束损伤混凝土柱; 并且随着混凝土损伤程度的增加,现有模型的计算值与试验值的偏差也在增加. 新提出的模型能够准确描述FRP约束损伤混凝土的环向应变-轴向应变关系,模型可推广应用于FRP约束高温损伤混凝土柱. 新模型既可以同时适用于FRP约束预损伤圆形、正方形、长方形截面混凝土柱,也可以计算FRP约束预加载混凝土圆柱与方柱.     

FRP-混凝土组合柱研究进展

纤维增强复合材料(FRP)具有耐腐蚀、质量轻、强度高、延性好、施工方便等优点,主要应用于土木工程维修与加固领域。对FRP-混凝土组合柱力学性能研究进展进行综述,分析影响FRP约束混凝土柱和FRP约束钢管混凝土柱的承载力、变形、应力-应变关系等的主要因素,指出已有研究存在的不足,展望FRP未来主要研究方向,为深入开展FRP-混凝土组合柱的性能研究提供参考。     

Bearing capacity of concrete filled bidirectional FRP tube subjected to axial compression

External confinement by fiber reinforced polymer (FRP) is an efficient technique to increase the bearing capacity and ductility of concrete. To better study the mechanical behavior of bidirectional FRP confined concrete, the yield criterion of bidirectional FRP is presented based on the static equilibrium condition in this paper, and a model for calculating the bearing capacity of bidirectional FRP confined concrete is established. The model can capture the character of bidirectional FRP confined concrete. Effects of the confinement effect coefficient, the unconfined concrete strength and the material properties of FRP on bearing capacity are analyzed. Results show that each parameter has different effects on the bearing capacity of bidirectional FRP confined concrete.     

Unified bearing capacity model of confined concrete column subjected to axial compression

To better study the behavior of confined concrete,this paper presents the basic hypothesis of ultimate equilibrium of confined concrete and the unified yield criteria of confining material.Based on the static equilibrium condition and yield criteria of components,a unified bearing capacity model of confined concrete column is proposed,and a simplified calculating equation of the model is also given.The model captures the character of confined concrete column.Effects of the confinement effect ratio,the lateral confinement ratio,unconfined concrete strength and the properties of confining material on the bearing capacity of confined concrete column are carefully considered.The model may be applicable to the calculation of bearing capacity of steel-confined concrete,concrete filled steel tube and FRP-confined concrete.The predictions of the model agree well with test data.     

内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土轴压承载力

钢管混凝土FRP混凝土（SCFC）组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果,采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态,根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式,其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响,结果表明：随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小,SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高;内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65~0.75之间时,轴压承载力增益效果较好。     

高延性FRP加固RC矩形柱抗震性能

为了研究地震作用下高延性纤维增强复合材料(large-rupture-strain fiber reinforced polymer,LRS FRP)加固非延性钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)方柱的抗震性能,对7个FRP加固RC方柱进行了拟静力试验.试验试件包括1根对比柱,1根碳纤维(carb...     

预应力FRP套筒在补强混凝土柱中的应用

为了弥补普通FRP在补强混凝土柱时,由于FRP被动约束导致其应变滞后,从而不能有效地发挥FRP的高强抗拉性能来最大限度提高补强后混凝土柱的轴向极限承载力,提出采用高效膨胀混凝土高压灌入FRP套筒,通过控制膨胀参数给FRP套筒施加一定的预拉应力,使得FRP套筒更早、更快、更好地约束核心混凝土。分析结果表明,预应力的FRP套筒补强混凝土柱的效果明显高于一般的FRP材质。     

玻璃钢管混凝土柱力学性能的试验研究

本文探讨了玻璃钢（ＦＲＰ）缠绕管增强混凝土柱的可行性,并对单轴压力下玻璃钢管混凝土短柱的力学性能进行了试验研究。试验结果表明：玻璃钢管提供的紧缩箍力,不仅使混凝土柱的强度和韧性得到较大提高,而且玻璃钢管也在双向荷载作用下,轴向承载力大大提高,玻璃钢的轻南高强、耐腐蚀等特性,使得玻璃钢管混凝土柱可以应用在腐蚀性介质环境及对结构自重要求比较苛刻的建筑结构中,从而为玻璃钢在建筑工程中的应用开辟了新的方向     

早龄期钢管混凝土短柱轴压性能试验与理论分析

为研究早龄期钢管混凝土的轴压性能,对同批次浇筑的钢管混凝土短柱进行不同混凝土龄期下的轴压试验研究,得到不同混凝土龄期下试件荷载-变形曲线和破坏形态.分析了不同龄期下试件的破坏形态、荷载-应变曲线以及极限承载力随龄期的变化规律;在已有混凝土龄期应力-应变关系基础上,将国标GB 50010中成熟期混凝土的本构关系扩展到可以适用早龄期混凝土的情况.结合上述试验建立了早龄期钢管混凝土短柱的轴压有限元模型,并对早龄期圆形和方形钢管混凝土的轴压性能进行分析,结果表明:早龄期钢管混凝土的套箍效应随着龄期的增长而增大,且圆形截面的套箍作用和受力性能明显高于方形截面;在成熟期钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式的基础上,通过引入龄期套箍修正系数建立了早龄期钢管混凝土短柱的强度承载力计算公式,并采用均匀设计方法对不同龄期圆形和方形钢管混凝土短柱的轴压承载力进行了模拟,从而验证了公式的适用性,而且具有较高的准确性.该研究将为钢管混凝土结构的安全施工提供参考.     

钢梁外包FRP混凝土抗弯承载力计算

目的研究一种简化处理的不同破坏形态下构件极限抗弯承载力的计算方法,以方便工程实际的应用.方法采用实用叠加方法对SRHC梁贴FRP的受力过程和破坏特征进行研究.根据中和轴到钢骨的截面距离不同,将受压区高度与钢骨上翼缘至混凝土受压边缘的距离进行比较,以此来确定FRP加固后梁在破坏时的不同抗弯承载力的适用公式.基于纤维模型法,对受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件进行非线性全过程分析.结果提出了受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件承载力计算公式.通过实例表明,FRP的加固层数是构件受力性能重要的影响参数,在相同的变形条件下,FRP层厚度增加,组合构件的承载能力也有所提高,最佳加固率在3层以内.构件的承载能力随着混凝土强度的提高而提高.结论笔者给出的计算公式克服了简单叠加法和一般叠加法在计算上的缺陷,计算简便,可用于工程实际和结构设计中.