对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析

为了研究FRP筋混凝土梁面板的承载能力,采用了大型商用软件ABAQUS对Sherif EI-Gamal等的钢混桥梁模型进行了数值模拟。将非线性有限元计算结果同试验结果进行对比分析,非线性有限元的计算结果与试验结果吻合良好。基于数值模准确的分析结果,对结构体系中的压缩薄膜效应进行了分析,并开展了一系列的参数学习,包括混凝土强度、支撑梁刚度以及横隔梁。分析结果表明,压缩薄膜效应对FRP筋混凝土桥面板的承载能力有显著的影响。     

预应力FRP筋混凝土梁的非线性有限元分析

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.本文详细介绍了有限元软件ANSYS对预应力FRP筋混凝土梁的建模过程,并且将分析结果与体内有粘结和体内无粘结预应力FRP筋混凝土试验梁的试验结果进行了比较,验证了模型的可靠性.     

FRP筋混凝土柱及框架抗震性能的研究进展

与普通钢筋相比,FRP筋具有轻质高强、耐腐蚀性能好等优点,但是FRP筋弹性模量较低、为线弹性材料、破坏时脆性大等特性限制了其在混凝土柱,特别是在地震地区结构工程中的应用。介绍了国内外关于FRP筋混凝土柱及框架抗震性能的研究成果,其中包括试验研究和数值模拟研究。国内外研究表明,FRP筋取代钢筋应用于混凝土柱、混凝土框架及其节点是可行的。通过适当配置FRP筋,保证其在弹性范围内工作,则FRP筋混凝土结构能够获得较大的延性和变形能力。最后建议研究FRP筋混凝土柱的破坏模式、抗剪承载力计算、延性评价和设计理论等。系统研究FRP筋混凝土柱基本理论和设计方法具有重要的理论意义和实用价值。     

FRP筋混凝土电线杆的试制

1.绪言 近年来,钢筋混凝土结构件中钢筋的盐碱腐蚀已成为令人关注的问题。特别是在北海道日本海沿岸地区,由于盐碱腐蚀,钢筋混凝土老化非常严重。在内地,因为限制使用带防滑钉的轮胎,导致融冰剂的用量增加,从而带来一些不良后果,对此也应尽早采取对策。     

FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究进展

与普通钢筋相比,FRP筋具有抗拉强度高、抗腐蚀性能优良、重量轻、弹模低等优点,较适用于特殊环境下的混凝土结构。但是FRP筋的横向强度很低,因此,关于FRP筋混凝土结构的抗剪性能是国内外工程领域非常关注的一个问题。本文分别介绍了国内外关于非预应力和预应力FRP筋混凝土结构抗剪性能研究的主要成果,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

混凝土中FRP筋的粘结性能

分析了FIIP筋与混凝土粘结力的组成、工作原理以及粘结应力沿埋长的分布规律；研究了FRP筋混凝土的粘结试验；对FIIP筋与混凝土发生粘结破坏时的原因和机理进行了分析；讨论了FIIP筋混凝土的平均粘结应力、粘结强度及其影响因素。     

FRP筋高韧性纤维混凝土复合结构抗震性能研究进展

高韧性纤维混凝土(ECC)具有优异的韧性、卓越的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,在结构抗震中有极其优良的性能;FRP筋强度高,耐腐蚀性好。当两者结合起来使用时不仅克服了普通混凝土的不足,还能满足结构耐久性和特殊性能的要求。介绍了FRP筋与ECC之间的粘结工作机制,及其组成构件和结构的抗震性能。国内外研究表明,在抗震结构中使用FRP筋ECC构件,可以减少残余变形,提供相对大的弹性变形的能力。最后简要概述了针对FRP筋ECC复合结构抗震性能评价的综合性能指标法,提出了还需进一步研究完善的方向。     

FRP筋混凝土梁正截面承载力计算方法的研究

在定义FRP筋混凝土梁两种破坏模式的基础上,给出了界限配筋率及极限弯矩的计算公式,建立了FRP筋混凝土梁的正截面计算方法.     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用.然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响.近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可.非线性有限元分析结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性.在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高.     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析的结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。     

GFRP筋混凝土桥面板剪切承载力理论算法研究

采用玻璃纤维复合筋(GFRP Bar)材代替钢筋能够有效解决传统钢筋混凝土桥面结构由于钢筋锈蚀所引起的结构功能退化问题。过去试验研究表明在FRP筋混凝土桥面承受集中荷载作用下,冲切破坏模式是一种常见的破坏模式。本次研究采用现有规范及已经发表抗冲切承载力计算模型对多组混凝土桥面板试验结果进行冲切承载力预测。通过与试验结果对比发现,由于大多数理论模型是基于简支构件试验结果建立的经验公式,其无法准确计算FRP筋混凝土桥面结构的冲切承载力。笔者前期建立的GFRP筋混凝土桥面板承载力理论方法考虑了拱效应的作用,计算结果与试验结果有较好的吻合。理论分析中发现,由于较高配筋率和较小跨高比,大部分GFRP筋混凝土桥面板发生剪切破坏而非弯切破坏。因此本文建立了简化的GFRP筋混凝土板剪切承载力计算方法,该模型计算结果与多个试验结果吻合良好。     

复合材料桥面板截面参数分析与设计研究

通过复合材料桥面板的有限元分析,对比了不同截面参数的桥面板模型的挠度和首层破坏荷载值。分析结果表明,增大桥面板的各项参数均能不同程度地降低桥面板的整体和局部挠度,增大桥面板的首层破坏荷载值。桥面板整体和局部挠度受顶板和腹板尺寸的影响比较大,而受底板尺寸和倒角尺寸的影响比较小。腹板较薄时,桥面板的首层破坏荷载值主要由腹板决定,其他情况下受顶、底板尺寸影响比较大。当底板厚度和总的腹板厚度相当且要略小于顶板厚度的时候,材料的利用率最高。     

复合材料桥面板截面参数分析与设计研究

通过复合材料桥面板的有限元分析,对比了不同截面参数的桥面板模型的挠度和首层破坏荷载值。分析结果表明,增大桥面板的各项参数均能不同程度地降低桥面板的整体和局部挠度,增大桥面板的首层破坏荷载值。桥面板整体和局部挠度受顶板和腹板尺寸的影响比较大,而受底板尺寸和倒角尺寸的影响比较小。腹板较薄时,桥面板的首层破坏荷载值主要由腹板决定,其他情况下受顶、底板尺寸影响比较大。当底板厚度和总的腹板厚度相当且要略小于顶板厚度的时候,材料的利用率最高。     

拉挤成型FRP桥面板的研究

纤维增强复合材料(FRP)是一种新型的结构材料。它具有比强度高、耐腐蚀等特点，将其应用于桥面板，具有传统材料难以比拟的一些优点。本文在分析国外研究成果的基础上，应用复合材料结构设计理论，提出了一种新型的FRP桥面板截面形式并进行数值分析。     

拉挤玻璃钢筋增强混凝土研究

本文在分析比较了钢筋混凝土上用钢筋和拉挤玻璃钢筋的性能、特点的基础上,初步探讨了用拉挤玻璃钢筋增强混凝土的可行性,并给出了拉挤玻璃钢筋增强混凝土构件的截面弯矩－曲率（Ｍ－φ）关系曲线的预测,还与钢筋混凝土构件与截面弯矩－曲率（Ｍ－φ）关系曲线进行了对照。     

碳纤维复合材料加固混凝土板的有限元计算与分析

建筑工程中广泛采用混凝土板,而对大面积板采用碳纤维复合材料(CFRP)对混凝土结构进行加固补强是一项先进的技术.本文介绍了碳纤维布材料的性能及碳纤维加固技术的主要功能、特点,并用ANSYS有限元软件进行了计算分析.