增强纤维约束混凝土柱承载力计算方法对比

在增强纤维复合材料(FRP)约束钢筋混凝土柱理论与试验研究的基础上,探讨了混凝土强度、截面形式、倒角半径、FRP环向约束体积比、FRP有效拉应变等因素对FRP约束效应的影响。评述了国内外有关FRP约束钢筋混凝土柱承载力的计算方法。在此基础上计算305根FRP约束钢筋混凝土柱的承载力,与试验结果进行对比分析,结果表明,各公式均能在一定程度上预测FRP约束柱的承载力,但各公式计算精度存在一定差异,其中经验公式精度较低,偏不安全,而规范推荐公式计算值偏于保守,各公式仍需要进一步改进。     

带挡墙的散料堆棚排架柱下独立基础地基承载力计算

在水泥厂中大跨度散料堆棚为了增加储量往往设有挡料墙,这些堆棚的排架柱或门架柱独立基础在较大散料水平推力作用下,基础处于较大的大偏心受压状态,常用的规范计算方法对于此类地基承载力的计算考虑不够全面。结合实际工程分别采用规范公式和汉森极限承载力公式对比分析,并对汉森极限承载力公式各个参数含义及计算公式进行总结,为工程设计者在今后的设计中提供除规范公式外,另一种全面、合理且实用的独立柱基基础地基承载力的计算方法。     

HRB600 E钢筋混凝土偏心受压柱受力性能试验研究

通过对9根HRB600 E级钢筋混凝土偏心受压柱进行单调加载试验,分析不同配筋率、偏心距对构件侧向挠度、纵向钢筋应变和受压边缘混凝土应变的影响.研究结果表明:HRB600 E级钢筋混凝土偏压柱的破坏形态与普通钢筋混凝土柱相似,HRB600 E级钢筋在柱中工作性能较好,其强度得到充分发挥.其他条件相同情况下,HRB600 E级钢筋混凝土偏压柱的挠度、钢筋应变及混凝土压应变随偏心距的增大而增大,随配筋率的增大而减小.当HRB600 E级钢筋抗拉强度设计值取为520 MPa时,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中受压承载力计算公式计算HRB600 E钢筋混凝土柱的受压承载力有足够的安全储备.     

玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱偏压试验与理论计算

将废旧钢纤维以75％的比例替换工业钢纤维制得混杂钢纤维混凝土.通过对5根玄武岩筋(BFRP筋)混杂钢纤维混凝土短柱进行偏心受压试验,研究不同类型钢纤维和不同偏心距对短柱承载力及破坏形态的影响.在此基础上对玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱进行理论受力分析,提出玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱极限承载力计算方法.试验结果表明,玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱在不同偏心距作用下,与普通钢筋混凝土柱小偏心受力过程和破坏形态相似,均由受压区混凝土压碎引起短柱破坏,偏压柱极限承载力理论计算值与试验值符合较好.     

GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的试验研究

通过15个GFRP管钢筋混凝土长柱和1个无GFRP管约束的钢筋混凝土柱在偏心受压作用下的试验,研究了其破坏形态及力学性能,并分析了混凝土强度、长径比、偏心距等因素对柱力学性能的影响.试验结果表明,GFRP管的约束作用能有效提高柱的承载力及延性;随着混凝土强度的提高,GFRP管钢筋混凝土柱的承载力和刚度增大;随长径比和偏心距的增大,GFRP管对混凝土的约束效果降低,柱的承载力降低;平截面假定适用于GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的计算.     

CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏压柱受力性能的试验研究

通过15根碳纤维预应力棱柱体复合筋(Carbon Fiber Reinforced Plastics Prestressed Concrete Prisms,简称"CFRPPCPs复合筋")混凝土柱进行偏心受压试验,考虑相对偏心距、复合筋配筋率、CFRP筋张拉控制应力和普通钢筋配筋率4个变化参数对复合筋混凝土柱受力性能的影响。观察了试件的受力过程及破坏形态,获取了试件开裂荷载、极限承载力、荷载-侧向变形曲线等重要数据,分析了4个变化参数对CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏心受压作用下的开裂荷载和极限承载力的影响规律。研究结果表明:CFRP-PCPs复合筋混凝土偏压柱与普通钢筋混凝土偏压柱的受力过程及破坏形态相似,试件的开裂荷载和极限承载力均随相对偏心距的增大而降低;提高CFRP筋张拉控制应力、增大复合筋配筋率和普通钢筋配筋率均能有效提高CFRP-PCPs复合筋混凝土柱的开裂荷载和极限承载力。     

火灾下CFRP加固RC梁高温抗弯承载力简化计算方法

火灾下粘贴碳纤维复材(CFRP)加固构件的承载力计算是对其进行抗火设计的关键。采用数值模拟手段进行了标准火灾下单面和三面受火的CFRP加固钢筋混凝土(RC)梁温度场分析,考虑温度场的主要影响因素(保护材料厚度和导热系数),提出了加固构件表面及内部温度简化计算公式,并与试验数据对比验证了简化公式的准确性。结合混凝土梁截面承载力极限状态分析方法、材料及界面性能高温退化模型,建立了在ISO 834标准火灾情况下不同时刻CFRP加固RC梁高温抗弯承载力简化计算方法,并与荷载效应进行对比,即可进行防火保护材料厚度的合理选择。该研究成果可用于建立CFRP加固钢筋混凝土梁的火灾保护设计方法,或判断已有保护措施的CFRP加固梁是否能达到要求的耐火极限,能够为CFRP加固构件的抗火设计和安全鉴定提供理论手段和方法。     

偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系数值分析

采用纤维模型法,编制非线性计算程序,对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系进行全过程分析,并验证该计算程序的正确性。在此基础上,利用分析程序对影响PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能的主要因素进行分析,得出FRP条带环箍间距、偏心距、FRP条带宽度、混凝土强度等级和配筋率等参数对偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱荷载-挠度关系曲线的影响规律,为PVC-FRP管钢筋混凝土柱在复杂应力状态下的受力分析奠定基础。     

高强型钢混凝土柱承载力计算的研究现状

目前型钢混凝土柱中的型钢与混凝土越来越多地采用高强材料，形成了三类高强型钢混凝土柱：采用高强型钢的类型、采用高强混凝土的类型、同时采用高强型钢与高强混凝土的类型。目前有关高强型钢混凝土柱承载力的研究可分为两大类：国内外主要规范（规程）中的计算方法，规范（规程）以外的研究及方法。基于对这两大类研究的介绍与对比分析，从正截面偏压承载力、正截面轴压承载力和斜截面受剪承载力三方面分别给出了相应的推荐计算方法或者指明了待完善的研究方向。     

预应力混凝土静压管桩极限承载力研究

预应力混凝土静压管桩因其施工现场整洁规范、施工速率较高,以及单桩承载力及强度等力学性能优良,在建筑工程项目中得到越来越广泛的应用。单桩竖向极限承载力的计算是预应力管桩的重点研究方向,从预应力混凝土管桩承载力的研究历程出发,总结分析了国内外对静压单桩极限承载力计算的经验公式,为预应力混凝土静压管桩的应用提供参考。     

PVC管约束钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱轴心受压试验研究

为了研究PVC管和短切玄武岩纤维共同作用于钢筋混凝土短柱对短柱承载能力影响,对PVC管约束配有螺旋箍筋的钢筋玄武岩纤维混凝土(PVC-BFRC)短柱,钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱和钢筋混凝土(RC)短柱轴心受压试验,并对实验结果进行对比分析,结果显示,PVC-BFRC短柱极限承载力相对RC短柱提高了45.7％,相对于BFRC短柱提高了11.6％,PVC-BFRC短柱轴心受压极限承载力峰值出现和PVC管破坏几乎同时发生.峰值时PVC-BFRC短柱竖向位移明显大于其他两种短柱的竖向位移,塑性特征更加明显;研究表明,PVC管和短切玄武岩纤维共同作用下对钢筋混凝土短柱轴心受压承载力具有较好的增强功能,提高了钢筋混凝土短柱的延性特征.     

预应力钢带加固混凝土圆柱轴压性能试验

通过32个加固柱及4个对比柱试件的轴压性能试验,研究了钢带间距、层数对承载力及变形能力的影响。试验结果表明,混凝土圆柱试件经预应力钢带加固后,不仅可以提高柱的轴压承载力,还能使加固柱具有良好的变形能力,可有效改善其轴压性能。在试验研究的基础上,分析了预应力钢带加固混凝土柱轴压受力机理,提出了预应力钢带加固混凝土圆柱极限强度模型,计算值与试验值吻合程度较好。     

Effectiveness of cement and plaster layers in protection of FRP confined concrete exposed to high temperatures

In recent years, fiber-reinforced polymers (FRPs) materials have shown great potential as materials for repair and reinforced concrete structures such as beams or columns by externally bonding FRP sheet(s) onto the surface of substrate concrete structures. However, the performance of FRP systems exposed to fire is a serious concern due to the combustibility of FRPs. This study introduces the results of an experimental investigation on the behavior of the circular columns of concrete under a load of axial compression, confined by an envelope of composite materials (carbon fiber and glass fiber) and protected by a layer of mortar cement or plaster coating, after they have been subjected at various temperature (23, 120, and 350 °C). The specific objectives of this study are verifying the applicability and the effectiveness of the proposed technique to improve the behavior of concrete in fire resistance and evaluate the effect of composite materials and the layer coating type used. The results indicated that protecting heat circular confined columns, with a layer of mortar cement or plaster has a significant effect on the axial strength and the ductility. It was shown that the ultimate load and axial strain of heated columns can be restored up to the original level or greater than those of unheated columns. However, the effect of a layer of plaster is more significant than a layer of mortar cement. So this coating system would enhance fire resistance of the FRP, safety and reliability of FRP reinforced concrete structures.     

钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

为了研究玄武岩纤维对钢筋混凝土受压构件中增强功能,推进玄武纤维的应用,本文首先对添加0.1%体积掺量的5种长度玄武岩纤维混凝土进行纤维最佳长度研究;得到最佳长度为12 mm玄武岩纤维对混凝土立方体强度增强效果最佳;其次选择12 mm和24 mm的两种玄武岩纤维混凝土最佳掺量进行研究,得到最佳掺量0.15%.在此基础上,本文以体积掺量0.15%,长度为12 mm和24 mm玄武岩纤维混凝土各制作了3根钢筋玄武岩纤维短柱,制作普通钢筋混凝土短柱3根,并对所有试验柱进行了轴心受压极限承载力试验,结果发现,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱的轴心受压极限承载能力较普通钢筋混凝土柱最大提高了28%;玄武岩纤维提高了钢筋混凝土短柱的延性.另外,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压极限承载力试验值大于理论计算值,说明玄武岩纤维不仅提高了混凝土抗压性能,也提高了钢筋和混凝土共同作用效能.     

钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

钢管混凝土短柱是工程中的常用构件,其核心混凝土的性能对钢管混凝土承载能力有较大影响,为了研究玄武岩纤维混凝土对钢管混凝土受力性能的影响,采用钢管混凝土和钢管玄武岩混凝土短柱轴心受压对比试验,结果发现,在相同条件下,钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力均大于普通钢管混凝土短柱,最大提高率10.1%,承载能力提高率随着钢管混凝土含钢率的提高而降低;相对于钢管混凝土短柱,钢管玄武岩纤维混凝土短柱的弹性阶段较长,延性增加.延性系数随含钢率提高而提高,纤维长度改变对钢管玄武岩纤维混凝土短柱承载力影响较小.     

玄武岩纤维钢筋混凝土梁弯曲性能试验研究

通过玄武岩纤维钢筋混凝土梁四点弯曲试验,分析其破坏形态和破坏机理.通过四点对称加载方式研究不同玄武岩纤维掺量下梁的承载力、挠度、韧性、混凝土应变、钢筋应变等变化规律.试验结果表明:玄武岩纤维掺入对钢筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载都有一定的提高,开裂荷载最大提高幅度为32％,极限荷载最大提高幅度为6.5％.与普通钢筋混凝土梁相比玄武岩纤维钢筋混凝土梁的挠度、韧性均有所提高.玄武岩纤维对梁的受压区混凝土具有阻止裂缝扩展的能力,当梁上部受压区混凝土被压碎时,混凝土碎块会在纤维的桥接作用下不剥落,梁仍保持较好的整体性.     

Behavior of sisal fiber concrete cylinders externally wrapped with jute FRP

The use of environmentally friendly natural fibers as building materials is benefit to achieve a sustainable construction. This article performs a study on the use of natural jute fibers as reinforcement of concrete and natural sisal fibers in fiber reinforced polymer (FRP) composites as concrete confinement, i.e., sisal fiber reinforced concrete (SFRC) composite column wrapped by jute FRP (JFRP) (SFRC‐JFRP). Uniaxial compression test was conducted to assess the compression performance of the composite columns as axial structural member. A total of 24 specimens were tested. The effects of JFRP wrapping thickness and sisal fiber inclusion on the compressive performance of the composite columns were investigated. Results indicate that JFRP confinement significantly increases the compressive strength and ductility of both PC and SFRC with an increase in JFRP thickness. Besides, the inclusion of sisal fiber further enhances the strength as well as the efficiency of confinement under uniaxial compression. Also, the models for ultimate strength and ultimate strain of PC‐JFRP and SFRC‐JFRP are proposed. POLYM. COMPOS., 38:1910–1917, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

Microstudy on creep of concrete at early age under biaxial compression

An interesting phenomena of crack restoration and increasing strength of concrete under biaxial compression creep were described in this paper. A small loading apparatus was prepared and a long work distance optical microscope with variable focus was used for studying the cracks. It was found from the micrographs that these cracks diminished under biaxial compression creep. There were increases in the strength of the creep specimens under the sustained biaxial compression load compared with the free companion ones. Multiaxial compression caused by the early temperature rise inside the mass concrete may strengthen the concrete and reduce the tensile cracks during and after temperature drop.     

冻融环境下GFRP管混凝土柱轴压性能试验研究

通过对21个玻璃纤维增强聚合物（GFRP）管混凝土柱和21个素混凝土柱分别在水溶液和质量分数为3.5 %的氯化钠（NaCl）溶液中进行冻融循环试验及轴压试验，且对冻融后的GFRP管混凝土柱进行了超声波检测，研究冻融环境下不同冻融介质和冻融循环次数对GFRP管混凝土柱轴压性能的影响。结果表明，冻融介质相同的情况下，随着冻融循环次数的增加，质量损失率增大，相对动弹性模量降低，GFRP管混凝土柱内异常点增多，承载力下降，极限应变下降；冻融次数相同的情况下，经盐冻作用的GFRP管混凝土柱轴压极限承载力降低更为明显。GFRP管混凝土柱盐冻循环150次后极限承载力下降了29.45 %，下降量是相同条件下水冻结果的2.19倍。盐冻循环后的GFRP管混凝土柱极限应变小于相同条件下的水冻循环极限应变。