预应力纤维布约束混凝土圆柱轴压性能分析

采用环向预应力FRP加固圆形混凝土柱,可以对核心混凝土施加主动约束应力,提高柱的强度和延性.进行了18根混凝土圆柱轴心受压试验研究,采用有限元分析软件ABAQUS,对环向预应力FRP加固混凝土圆柱的轴心受压性能进行了数值模拟分析,提出了此类问题的有限元算法.介绍了利用ABAQUS模拟的建模过程,通过模拟结果分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱在轴心受压状态下的受力特点,得出了试件的峰值强度、峰值应变和应力-应变曲线,模拟结果和试验结果吻合较好,证明了所选取的计算模型的合理性,并分析了模拟值和试验值出现偏差的原因.     

高延性混凝土加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土（HDC）加固混凝土柱的受力性能,设计了8个RC柱,采用HDC和高性能复合砂浆进行加固,通过低周反复荷载试验,研究其破坏形态、变形和耗能能力。试验结果表明：采用HDC围套加固混凝土柱,可对核心区混凝土形成较好的约束作用,破坏形态由脆性破坏向延性破坏转变,加固柱的承载力、延性和耗能能力都得到显著提高;HDC加固层能与混凝土较好地协调工作,可充分发挥HDC的高耐损伤能力,其加固效果明显优于高性能复合砂浆钢筋网加固;在HDC加固层配置钢筋网,可提高加固层对内部混凝土的约束作用,进一步提高加固柱的延性和耗能能力,但对其承载力的贡献较小;采用HDC围套式加固混凝土柱,可减轻竖向构件的损伤程度,提高其抗震性能。     

预应力碳纤维布加固混凝土方形截面短柱轴心受压试验

为了研究预应力碳纤维(CFRP)布加固混凝土方形截面短柱轴心受压力学性能,根据配筋率的不同设计了3组共计12根混凝土方形截面短柱,每组包括3根预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根普通混凝土柱。通过静载试验获得了各试件受压极限承载力、位移和预应力CFRP布应力增量等试验数据,得到了荷载作用下试件变形曲线及破坏形态,分析了预应力CFRP布应力水平和纵筋配筋率对混凝土方形截面短柱加固后的力学性能的影响。研究结果表明:采用预应力CFRP布约束混凝土柱一方面能够限制混凝土横向变形,使柱中混凝土从加固时刻起即受到环向应力,提高了混凝土极限压应变,从而显著提高柱的极限承载力,承载力提高幅度在60%以上;另一方面,由于受压柱的延性与截面配筋率有关,加固柱配筋率较低时,延性较好;反之则延性较差。     

受压方木柱在复合材料环向和螺旋约束下的失效行为分析

采用碳纤维布(CFRP)和芳纶纤维布(AFRP)加固8根方木柱,通过轴心抗压性能试验,研究了不同加固层数和FRP全包、环向、螺旋等不同加固方式对木柱抗压承载力的影响,分析了纤维复合材料加固木柱的失效机理、荷载-位移及荷载-应变关系。结果表明,经FRP加固后,受压木柱抗压承载力得到显著提高,最大提高幅度为57.5%;由于FRP的横向约束作用,木柱的延性得到有效改善,且不同的加固方式对木柱延性的提高幅度差别较大,其中全包加固方式下木柱延性的提高幅度最大,环向加固方式优于螺旋加固方式。     

BFRP加固高轴压比低强混凝土圆柱抗震性能研究

为研究纤维增强复合材料（FRP）加固高轴压比低强混凝土配筋圆柱的抗震性能,对6根加固柱和3根对比柱进行了低周反复侧向加载试验.结果表明：加固柱的破坏为弯曲破坏,构件的承载力、延性和耗能能力显著改善,对高轴压比低强混凝土柱的加固效果最好;在相同侧向约束应力下,玄武岩纤维布和碳纤维布加固柱承载力相近,但玄武岩纤维布加固柱延性和耗能能力更高.基于试验数据进行回归分析,提出了更广泛轴压比和混凝土强度范围下加固圆柱的峰值荷载和位移延性系数计算式.     

玄武岩纤维布和碳纤维布加固高强混凝土柱轴压性能试验研究

为了研究等侧向约束强度状态下玄武岩纤维布(BFRP)和碳纤维布(CFRP)加固高强混凝土柱的轴压性能,试验共制作了6根钢筋混凝土柱,并考虑了FRP布种类、混凝土强度两种影响因素。结果表明:与未加固柱相比,BFRP布和CFRP布加固柱的受压承载力均有显著改善,且后者对承载力的提高能力较前者更强。对于柱的延性性能,两种布对普通混凝土柱皆提升明显,且BFRP布对其约束效果更优;但高强混凝土柱加固后仍表现出较强的脆性,提高程度不够显著。最后,选取了4种经典FRP约束混凝土强度模型进行对比计算,计算结果与试验数据吻合良好。     

预应力FRP片材加固混凝土墩柱的研究进展

预应力FRP片材加固混凝土墩柱施工工艺简便,既可用于震后应急加固,也适于永久性抗震加固。这种新型加固方法能够避免FRP片材的应变滞后,充分发挥FRP片材的高强特性;促使原有混凝土裂缝的弥合,限制裂缝的发生和开展,提高柱的耐久性能;重新调整混凝土墩柱的受力状态,显著提高被加固混凝土墩柱的延性、承载力和抗震性能。基于预应力FRP片材加固混凝土墩柱的国内外研究现状,围绕预应力FRP片材加固混凝土墩柱的起源、FRP片材预应力施加方法、预应力FRP片材锚夹具、预应力FRP片材加固混凝土柱的抗震性能等几个方面的最新研究进展进行了综述,对目前FRP片材加固混凝土墩柱研究中亟需解决的问题进行了分析与展望。     

纤维增强复合材料加固混凝土柱的抗震性能研究现状

阐述纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱的研究进展及成果,包括FRP加固混凝土柱的原理、破坏形式、试验研究、有限元模拟、抗震性能评估以及未来发展趋势等。在抗震性能评估方面,介绍了延性的量化设计指标:位移延性系数和曲率延性系数。介绍计算位移延性系数的3种实用方法,并用曲率增大系数来衡量曲率延性系数,以期为FRP抗震加固的进一步研究提供参考。     

自密实微膨胀混凝土填充钢套管加固RC柱的轴压性能实验研究

为了研究自密实微膨胀混凝土填充钢套管加固柱轴心抗压性能,制作了1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根不同钢管厚度的加固柱,考虑钢管厚度和初始应力的影响,进行轴压试验。观察试验柱试验现象,记录极限荷载、试验柱竖向变形和钢管中部应变变化情况,并绘制荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。试验结果表明:采用自密实微膨胀混凝土夹层的钢套管加固可显著提高RC柱的极限荷载、延性和刚度;随着钢管厚度的增大,加固柱的极限荷载和延性大幅增大。     

预应力FRP片材约束混凝土方柱应力-应变模型

采用预应力FRP片材加固混凝土柱是一种新型加固方法,能够避免FRP片材的应变滞后,加强FRP片材与混凝土之间的协同工作,提高FRP片材的加固效率,改善被加固柱的受力性能.基于已有的FRP片材约束混凝土方柱的应力应变模型,考虑预应力FRP片材对混凝土柱的主动约束作用,提出了一种预应力FRP片材约束混凝土方柱的应力-应变关系模型.模型的计算分析结果表明,预应力FRP片材的主动约束可以显著提高混凝土方柱的延性和抗压承载力,和既有结果比较一致.     

玄武岩纤维复材布加固素混凝土方柱轴压性能研究

对15根不同类型的玄武岩纤维复材(BFRP)布加固素混凝土方柱进行轴压试验研究,按照FRP层数、种类、包裹类型等参数分为5组,观察其破坏过程和破坏特点,评价BFRP对混凝土方柱承载力和延性的提高效果并基于试验数据进行ABAQUS有限元分析,验证关于FRP约束混凝土柱承载力和极限应变的现有计算模型的准确性。研究表明:BFRP加固方柱的抗压强度和延性随包裹层数的增加而提高,但提高幅度衰减,其中2层BFRP加固方柱的抗压强度和极限压应变较未约束柱分别提高约41%和144%;有限元分析的峰值压应力与试验值接近,受压本构曲线走势大致接近;引用的计算模型与试验值吻合较好且偏于安全。     

碳纤维布加固钢筋混凝土柱滞回耗能分析及目标延性系数确定

对 6根碳纤维布加固混凝土柱进行了反复荷载作用下抗震性能的试验研究 ,分析了其延性系数和滞回耗能性能。研究结果表明 ,采用碳纤维布加固可以提高柱的变形能力和滞回耗能能力 ,使混凝土柱的抗震性能得到显著改善。基于能量准则 ,确定了碳纤维布加固混凝土柱后的目标延性系数。     

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.     

CFRP与BFRP加固RC柱抗震性能比较研究

采用有限元软件ABAQUS建立CFRP与BFRP加固RC柱的数值模型,比较研究了两种FRP材料加固RC柱的抗震性能,并系统地讨论了FRP材料类型、长细比、轴压比、FRP加固层数等参数对RC柱抗震性能的影响。研究结果表明,模型可以较好地模拟FRP加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能,与试验结果吻合。随着FRP包裹层数增加,试件的承载力逐渐提高,但存在最佳加固层数;随着轴压比的增加,试件承载力有一定提高,但延性降低。在长细比一定范围内,试件的承载力及延性得到较大提高。相同工况下,两种FRP加固RC柱在承载力、延性、耗能能力方面相近,但考虑到价格优势及较好的力学性能,BFRP在混凝土结构抗震加固领域有较好的应用前景。     

FRP管实心混凝土柱承载力的轴压试验研究

为研究FRP管实心混凝土柱的受力性能,完成了10根柱的承载力轴压试验。参照试验结果分析了纤维铺设角度、混凝土强度对FRP管实心混凝土柱破坏形态、极限承载力和延性的影响。结果表明,柱的承载力随着纤维铺设角度的增大而减小,随着混凝土强度的提高而增大,但柱的极限应变均有所下降;FRP管实心混凝土短柱发生强度破坏,FRP管实心混凝土长柱发生失稳破坏。此外,试验得到的关系曲线还反映了FRP管实心混凝土柱的受力、变形情况,可为FRP管实心混凝土柱的深入研究提供参考。     

碳纤维布和角钢复合加固轴心受压混凝土柱的试验研究

通过22根加固混凝土方柱(其中12根为素混凝土柱,10根为钢筋混凝土柱)的轴心受压试验,研究了碳纤维布和角钢以及两者复合加固后混凝土柱破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同方法加固的混凝土柱的极限承载力、应力-应变关系以及刚度和延性等方面进行了研究与分析。试验结果表明,复合加固混凝土柱充分发挥了碳纤维布和角钢加固混凝土柱的各自优点,使它们能协调工作,共同作用,获得极为优良的力学性能。极限承载力大幅度提高,混凝土柱的延性得到显著的改善,混凝土柱的变形能力大大提高。因此,本文提出的复合加固法具有优良的加固性能,可为工程应用提供参考。     

FRP加固钢筋混凝土管道试验研究

采用三点试验法,对1根钢筋混凝土对比管道和4根加固钢筋混凝土管道的破坏特征、承载力和延性进行了试验研究。对不同加固材料和不同加固量的钢筋混凝土管道在外压力作用下的承载力、荷载-竖向位移曲线等方面进行了分析。试验结果表明,采用FRP加固钢筋混凝土管道可改变裂缝形态,明显提高其承载力,并对管道的延性有较大程度提高。通过分析CFRP和GFRP加固地下管道的破坏特征、承载力及延性,证明了FRP加固钢筋混凝土管道的有效性,为FRP加固钢筋混凝土管道应用于工程实践提供了有意义的参考。     

CFRP-圆钢管自密实混凝土复合加固RC方形短柱轴压性能试验研究

提出CFRP-圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的复合加固方法。通过1根钢筋混凝土方形截面短柱和9根复合加固钢筋混凝土方形截面短柱的轴压试验,研究了CFRP-钢管自密实混凝土复合加固混凝土方形截面短柱的轴压性能,分析了CFRP层数、钢管壁厚对复合加固短柱的承载力、刚度和延性的影响。试验结果表明:随着CFRP层数的增大,复合加固柱的承载力和弹塑性阶段刚度显著提高;随着钢管壁厚的增大,复合加固柱刚度和延性显著提高;在其他条件相同的情况下,复合加固柱承载力的提高率将随钢管壁厚的增大而减小;当承载力提高幅度相同时,使用CFRP复合加固可以降低钢管壁厚,有效减少用钢量。在试验研究的基础上,建立了复合加固钢筋混凝土方形截面短柱的承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

FRP-圆钢管混凝土柱受剪性能试验研究

通过12根FRP-圆钢管混凝土试件和1根圆钢管混凝土对比试件的抗剪试验,研究环向包裹FRP布时圆钢管混凝土柱的受剪性能,分析了剪跨比、轴压比、含钢率、混凝土强度、FRP布层数等对FRP-圆钢管混凝土柱受剪性能的影响。研究结果表明,从开始加载至FRP布断裂,FRP布和钢管保持协同工作,FRP-圆钢管混凝土柱具有良好的变形能力。剪跨比和含钢率显著影响FRP-圆钢管混凝土柱的受剪承载力,FRP-圆钢管混凝土柱受剪承载力随剪跨比的增大而减小,随含钢率的增大而增大。增加FRP布层数、提高混凝土强度和增大轴压比均可小幅度提高FRP-圆钢管混凝土柱的受剪承载力。在试验研究的基础上,提出了FRP-圆钢管混凝土柱受剪承载力计算式,得出的计算结果与试验结果吻合较好。     

纤维增强复合材料与钢材复合加固混凝土结构研究进展

纤维增强复合材料与钢材复合加固混凝土结构技术,结合了粘贴纤维增强复合材料(FRP)和外贴钢板加固混凝土结构两种技术,可有效改善混凝土结构的受力性能。总结近年来FRP与钢材复合加固混凝土梁、板和柱力学性能以及设计理论的研究进展,分析已有研究取得的成果和尚存的问题。分析表明:FRP与钢材复合加固技术能同时提高被加固构件的延性和承载力,有效解决了FRP加固技术的锚固问题,但关于FRP与钢材复合加固构件的力学性能、设计方法等有待深入研究。应进一步通过试验研究和有限元分析的方法,综合考虑二次受力、加固量等因素对FRP与钢材复合加固混凝土构件受力性能的影响,加固材料的设计取值、加固设计方法和FRP与钢复合材料耐久性研究等是今后关注的课题。