高模量聚乙烯纤维布约束混凝土柱轴压特性试验

试验研究了聚乙烯纤维布增强聚合物(PEFRP)约束混凝土柱体的轴心抗压性能,重点分析了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、变形性能等.试验结果表明:1)相对于未约束混凝土试件,PEA-L-2、PEA-L-3、PEB-L-2、PEB-L-3约束混凝土棱柱体的抗压强度分别提高了10%、35%、27%和30%,峰值应变分别提高了195%、80%、207%和182%;2)PEA-C-2、PEA-C-3、PEB-C-2和PEB-C-3约束混凝土圆柱体的抗压强度分别提高了11%、21%、37%和53%,峰值应变提高了112%、150%、159%和142%.压缩韧性指数方法能评价PEFRP约束柱的变形能力,计算结果表明:PEA对提高柱韧性指数I₁效果比PEB显著,而延伸率高的PEB对改善柱后期延性效果更好.     

混杂纤维加固混凝土方柱的轴压性能试验研究

通过对不同加固方式下的钢筋混凝土短柱轴压性能试验,研究了混杂纤维约束混凝土柱的破坏形态及荷载与钢筋、混凝土之间的应变曲线关系,以承载力和延性为指标对比分析了不同混杂方式、混杂体积比的混杂纤维约束混凝土柱的受力性能.试验结果表明:混杂纤维的约束作用可以有效提高柱的承载能力,并使其延性得到显著改善;对于其混杂越均匀和二级拉伸破坏的试件,表现出更好的混杂效果,体现出混杂纤维的优越性.     

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力-应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能; 对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著; 相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60%~100%; 将IHFRP应力-应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.     

HFRP布约束混凝土圆柱体轴压力学性能试验

通过碳纤维布、芳纶纤维布、玻璃纤维布和玄武岩纤维布混杂约束混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验.研究了HFRP布约束混凝土柱的破坏形式、抗压强度、峰值应变和应力-应变全曲线.试验结果表明:1)相比未约束混凝土试件,1C/1G、1C/1B和1A/1B混杂约束试件的抗压强度分别提高了154%、134%和140%,峰值应变分别提高了393%、363%和476%;2)1C/2G、1C/2B和1A/2B混杂约束试件的抗压强度分别提高了187%、190%和170%,峰值应变分别提高了567%、511%和574%;3)2C/1G、1C/1A/1G和1C/1B/1G混杂约束试件的抗压强度分别提高了245%、233%和157%,峰值应变分别提高了649%、581%和426%;4)基于试验数据拟合HFRP约束混凝土圆柱体的强度约束系数为3.1.最后建立了HFRP约束混凝土圆柱体的3段式应力-应变曲线模型,与试验曲线良好吻合.     

层内混杂FRP加固混凝土柱恢复力模型研究

为了给混杂FRP加固混凝土结构的弹塑性分析和加固设计提供计算模型,根据层内混杂FRP加固混凝土柱抗震性能的试验结果,以退化三线形模型为基础,通过回归分析,考虑了轴压比、体积配箍率和体积含纤率的影响,提出了混杂FRP加固混凝土柱的骨架曲线特征点参数确定公式和滞回曲线退化刚度确定公式.结果表明,所建立的恢复力模型骨架曲线和滞回曲线与试验值比较吻合.     

碳纤维布约束型钢混凝土矩形柱轴压承载力

为了研究碳纤维布(CFRP)约束型钢混凝土矩形柱的轴压性能,对29个构件进行静力加载试验,考虑配筋率、预载水平、截面圆角半径和高宽比、纤维布加固率和加固方式共6个参数. 结果表明：所有约束柱均以核心区混凝土压碎和纤维布断裂为破坏标志;随着预载水平提高,布的有效拉应变不断减小,柱承载力降低;随着圆角半径增大和高宽比减小,纤维布环向应变更高且分布趋于均匀;随着加固率增加,柱破坏模式由弱约束转成强约束,纤维布加固效率降低;在同等用量布的加固下,当条带宽度和间距减小时,构件承载力增幅增加. 基于各因素对约束应力的影响,确定了区分大尺寸柱强弱约束模式的界限值;采用叠加法建立了多参数的约束型钢柱轴压承载力计算式.     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

用MPC黏结CFRP布约束混凝土柱轴压试验研究

为了解决传统纤维布(fibre reinforced polymer/plastic,FPR)加固都采用有机胶作为黏结剂,存在容易老化、不耐火等问题,将无机新型黏结材料磷酸镁水泥(MPC)与有机胶(EP)分别黏结碳纤维布(CFRP布)1~3层约束素混凝土柱进行了轴压试验,得出了破坏形态、受压强度模型、应力-应变规律.通过比较研究认为:磷酸镁水泥黏结CFRP约束混凝土柱与有机胶黏结时,受压破坏形态一致,受约束柱强度提高,应力-应变规律一致,且磷酸镁水泥作为黏结剂时,约束构件受压破坏过程中表现了较好的延性.     

层布式混杂纤维混凝土弯曲韧性的试验研究

介绍了评价纤维混凝土弯曲韧性的不同方法,提出了修正的弯曲韧度方法来确定初裂挠度,克服其初裂挠度确定困难的缺点.通过试验研究了素混凝土、聚丙烯纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土的弯曲韧性.结果表明,聚丙烯纤维混凝土的弯曲韧度指数高于素混凝土,层布式混杂纤维混凝土的弯曲韧度指数也高于素混凝土,最后分析了纤维混凝土的增韧机理.     

HFRP约束长龄期混凝土柱轴压性能的试验研究

为了研究龄期和混杂纤维布种类对加固混凝土柱抗压性能的影响规律,对碳、芳纶、玻璃、玄武岩和聚乙烯纤维层间混杂HFRP(hybrid fiber reinforced polymer)布约束长龄期混凝土柱的破坏形态、承载力和变形性能进行了试验.结果表明:1)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,大部分HFRP布约束混凝土柱抗压强度比未约束混凝土柱提高1.19~1.83倍,HFRP约束可以显著提高长龄期混凝土柱的抗压承载力;2)对于约束混凝土柱,当养护龄期超过28 d后,继续进行自然养护对其承载力的影响较小;3)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,HFRP布可以显著改善长龄期混凝土柱的变形性能,变形延性系数提高0.8~3.5倍.     

WRC-T钢管混凝土短柱轴心受压力学性能

目的 了解WRC-T钢管混凝土柱的破坏形态、受力和变形性能,考察约束效应系数、长细比、肢长腹比等参数的影响,探讨极限承载力计算方法 .方法 设计制作20个WRC-T钢管混凝土短柱试件,通过轴心受压试验,实测试件的荷载-变形曲线和极限承载力,分析各参数对短柱轴心受压力学性能的影响,参考国内外相关规范条文,通过试验数据回归分析,提出WRC-T钢管混凝土短柱轴心抗压极限承载力的计算模型.结果 试件呈剪切型或局部凸曲型破坏,提高约束效应系数可以明显提高试件的极限承载力和后期承载能力.结论 WRC-T钢管混凝土短柱的两个组成部分能很好地协同工作,力学性能较好;极限承载力公式计算结果 与试验值符合较好;计算公式可供工程设计参考.     

复式钢管高强混凝土轴压短柱力学性能研究

分别对18根不同含钢率及不同混凝土强度等级的复式钢管高强混凝土短柱试件进行了轴压静载实验,得到其在轴压静载下的破坏模式及特点。研究结果表明,采用复式钢管可以有效提高构件的承载能力及变形能力,核心混凝土强度增长的幅度与试件含钢率、内外层钢管径厚比比值呈近似线性关系,获得了复式钢管高强混凝土短柱承载能力计算公式。     

钢筋硅砂混凝土短柱轴心受压试验

目的 研究混凝土配制中添加沙漠特细砂(硅砂)后的力学性能.方法 采用沙漠特细砂替代传统混凝土配比中的细骨料形成沙漠硅砂混凝土.配制C50和C80强度等级的硅砂混凝土,开展方形和圆形截面钢筋硅砂混凝土轴心受压短柱的试验研究,并采用ABAQUS有限元软件对试验结果进行数值模拟.结果 添加沙漠风积沙后,配制C80强度混凝土时,浆体的塌落度和流动性明显降低,硬化后混凝土强度可以满足工程应用的要求;采用普通混凝土的材料模型进行数值分析时,计算承载力与试验承载力相比略高,荷载-位移曲线总体吻合较好.结论 在沙漠地区采用沙漠硅砂替代混凝土中的细骨料,可有效解决中(粗)砂资源匮乏的问题,钢筋硅砂混凝土试件的力学性能可基本满足工程应用的要求.     

纤维编织网增强混凝土加固混凝土柱轴压性能的研究

为进一步探究纤维编织网增强混凝土（Textile reinforced concrete, TRC）加固混凝土柱的轴心受压性能,本文研究了纤维编织网层数、纤维编织网搭接长度及使用短切纤维改性精细混凝土作为TRC基体等因素对TRC加固混凝土柱轴心受压性能的影响。结果表明：TRC加固素混凝土方柱的破坏形态和延性得到改善,承载力提高幅度达17.32%;对于TRC加固RC柱,纤维编织网搭接长度、短切纤维改性精细混凝土对TRC约束效果影响不明显,但随着纤维编织网层数的增加,TRC约束效果明显提高,TRC加固RC柱的延性得到改善,承载力提高幅度最高可达14.74%。文中最后对TRC加固RC柱的极限承载力计算公式进行推导,并给出计算模型。研究结果可为TRC加固混凝土柱的工程应用提供参考。     

高温时高强混凝土轴心受压柱力学性能研究

应用大型有限元分析软件ANSYS对高温作用下的高强混凝土轴心受压柱(C60)进行了仿真模拟,研究了轴压柱在不均匀温度场下的温度分布,并采用先升温后加载的顺序单向耦合法,对轴压柱的高温力学性能进行了理论分析,给出了柱荷载-挠度全过程曲线,通过与试验结果的对比表明,采用本文方法进行高强混凝土柱抗火性能的分析是可行的.     

足尺寸GFRP筋HFRC柱的轴压性能与理论研究

为了研究玻璃纤维增强聚合物( glass fiber reinforced polymer, GFRP )筋混杂纤维混凝土( hybrid fiber reinforced concrete,HFRC)柱的轴压性能,进行了5个GFRP筋HFRC柱和1个未配筋HFRC柱的轴压试验,分析了GFRP箍筋间距和纵筋配筋率对GFRP筋HFRC柱轴压性能的影响规律。结果表明：提高GFRP纵筋配筋率可以提高试件的承载力,箍筋间距小的试件的延性明显高于箍筋间距大的试件。根据试验数据回归出了GFRP筋HFRC柱峰值应力、峰值应变以及承载力的计算公式。