高轴压比CFRP约束钢筋混凝土圆柱抗震性能试验与有限元分析

为研究高轴压比下FRP约束钢筋混凝土圆柱的抗震性能,对6根碳纤维约束钢筋混凝土圆柱及2根对比柱进行伪静力试验。结果表明:塑性铰区包裹碳纤维可显著改善高轴压比柱的抗震性能,轴压比较高时不应忽略箍筋对核心混凝土的约束贡献。基于OpenSees中的纤维模型,对柱水平力-位移滞回曲线进行有限元模拟。轴压比小于0.45时,数值模拟与试验结果吻合较好;轴压比大于0.45时,考虑核心混凝土受箍筋及FRP双重约束的计算结果与试验结果更为接近。分析轴压比、FRP包裹长度等参数对约束柱抗震性能的影响,轴压比大于0.6时,FRP约束混凝土圆柱的水平承载力开始降低;FRP在塑性铰区的包裹长度为1.2倍柱直径时,可达到与全柱包裹相当的效果。     

FRP加固钢筋混凝土圆柱侧向变形能力研究

结构变形能力定量计算是基于性能的抗震设计的重要内容,能确保结构满足不同的性能目标要求.研究纤维增强复合材料(FRP)加固钢筋混凝土(RC)圆柱侧向变形能力计算方法.通过数值分析对FRP加固RC圆柱截面弯矩—曲率关系进行计算,计算结果显示截面极限曲率明显小于试验实测值,两者差异程度受轴压比控制.根据计算结果和试验结果,提...     

FRP网格约束混凝土圆柱的抗震性能

对纤维增强聚合物(FRP)网格约束混凝土圆柱进行了轴压荷载试验;给出了FRP网格侧向约束强度和侧向约束刚度计算公式及FRP网格约束混凝土圆柱的应力-应变关系模型确定方法.在此基础上,进一步完成了FRP网格加固钢筋混凝土圆柱在低周反复荷载作用下的试验,重点探讨了FRP网格加固用量及FRP网格中纵筋是否锚入柱底座对试件承载力和变形能力的影响.结果表明,FRP网格约束后混凝土圆柱的强度和延性有明显提高,约束后的应力-应变关系曲线有无软化段主要与FRP约束量有关,FRP网格加固能明显提高钢筋混凝土结构的承载力和延性等抗震性能.     

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。     

FRP约束RC圆柱抗震性能参数研究及受剪承载力计算

大量试验验证了FRP约束混凝土圆柱能显著提高其抗震性能,但对其性能及相关设计的定量分析还不够系统。本文主要讨论了FRP种类和用量对加固效果的影响,研究结果表明,FRP约束可以有效地提高混凝土圆柱的抗震性能。同时,本文还提出了FRP加固钢筋混凝土圆柱承载力的计算思路和方法,建立了受剪承载力的计算和侧向位移的关系。     

FRP加固混凝土柱的位移延性系数研究

简要概括了FRP抗震加固混凝土柱的位移延性系数的相关研究成果,包括其影响因素和计算公式,尤其是塑性铰区高度,并提出进一步的研究趋向和思路.     

冻融环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱受力性能试验研究

通过碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带间隔粘贴加固钢筋混凝土圆柱在冻融循环作用下的轴心受压试验,分析冻融循环、纤维布类型对钢筋混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,经过冻融循环作用之后,FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的强度、刚度和延性均降低.在相同条件下,CFRP条带加固柱的强度与延性大于GFRP条带加固柱.引入混凝土强度、FRP强度退化模型,建立冻融循环环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的正截面受压承载力计算模型.     

FRP网格增强ECC加固素混凝土柱受压性能数值分析

本文采用有限元软件ABAQUS,对纤维增强复合材料(FRP)网格增强超高韧性水泥基复合材料(ECC)加固素混凝土圆柱轴心受压性能进行数值模拟分析,研究不同ECC厚度、FRP网格尺寸和混凝土强度等级对加固效果的影响。分析荷载-位移曲线结果表明:在复合材料约束下,加固柱峰值承载力得到较大提高;曲线下降段表现出良好的韧性和变形能力;随着ECC厚度增加,加固柱的峰值承载力呈线性增长;随着FRP网格减小,加固柱荷载-位移曲线下降段变形能力明显增加;混凝土强度等级越高,加固柱的峰值承载力越大,但承载力下降段构件承载力衰减速度越快。最后,基于文献的试验结果,验证了本文有限元分析模型的合理性。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度计算模型研究

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度对剪力墙延性和耗能能力有重要影响,而已有的剪力墙塑性铰长度计算模型给出的主要影响因素各有不同。为了准确确定剪力墙塑性铰长度的主要影响因素,选取88片不同配筋参数下剪力墙的分析模型,用有限元分析软件ABAQUS系统地分析不同剪跨比、轴压比和配筋率对塑性铰长度的影响,进而用MATLAB软件回归分析单一因素对塑性铰长度影响,在此基础上,进一步拟合提出了多参数综合影响下的塑性铰长度计算模型。与已有的剪力墙试验数据进行对比,拟合的模型计算所得的极限位移相对误差在15%以下,计算结果与试验结果吻合良好。     

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.     

空间曲面纤维网格制作及加固水下混凝土柱试验研究

平面纤维（FRP）网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空间曲面纤维网格加固水下混凝土柱的施工工艺,并进行了轴压试验研究,试验结果表明：空间曲面纤维网格加固水下混凝土试件的轴压性能明显优于未加固混凝土圆柱试件,随着纤维网格纤维用量的增加,加固试件的承载能力和变形能力能有效提高,并取得和陆上试件相近的加固效果,根据纤维网格约束量的不同,水下加固试件的应力-应变曲线表现为软化、强化与临界行为,采用现有FRP约束混凝土模型能够较好地预测空间曲面纤维网格加固水下混凝土的极限应力与极限应变。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力 应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明:模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

预应力纤维布加固混凝土圆形截面短柱轴压性能试验

为研究环向预应力纤维布加固混凝土圆形截面短柱的轴心受压性能,制作25个试件并进行轴心受压试验。试验考虑的影响因素包括：试件的混凝土强度等级、截面尺寸、箍筋间距、既有损伤及表面处理情况、纤维布种类、层数和预应力大小。试验得到了各个试件的破坏形态和应力 应变关系,进而分析了各影响因素对加固效果的影响。结果表明：与非加固试件相比,环向预应力纤维布加固试件的轴心受压承载力和延性均有明显提高;对纤维布施加预应力能避免纤维布的应力滞后,更好地发挥纤维布的高强性能;当环向预应力与纤维布的抗拉强度的比值在0～0.20范围内,试件的承载力和延性随预应力的增大而增大;当环向预应力达到纤维布抗拉强度的0.25倍时加固效果会降低,因此在工程应用中环向纤维布的预应力宜控制在纤维布抗拉强度的0～0.20倍之间。     

FRP加固混凝土短柱的抗压强度

鉴于用力学平衡方法推导纤维增强塑料(FRP)加固混凝土圆形短柱轴心受压强度公式时,不少实验中柱破坏时FRP未达极限应变,引入了FRP强度发挥系数k,对加固后强度理论值作出了修正,给出了FRP加固混凝土圆形短柱的抗压强度公式,并将文中理论值与Demers试验实测值进行了对比。     

FRP增强胶合木梁的受弯性能研究

对FRP(fiber reinforced plastics/polymer)增强胶合木梁的受弯性能做了详细研究。通过试验分析了构件的破坏形态与破坏机理,对比分析了FRP增强胶合木梁与未增强梁的极限荷载与抗弯刚度等受弯性能。试验结果表明FRP增强杨木胶合木梁相对于未增强梁,受弯极限承载力提高了18%~63%,刚度提高了32%~88%,当配筋率为1.0%左右时,FRP增强杨木胶合木梁的受弯承载力与刚度分别可达到常用松木实木构件的1.82倍和1.35倍,并且增强构件的破坏形式大多表现为塑性受压破坏。基于力学模型分析,提出了粘结界面粘结剪应力、截面中性轴位置、FRP板拉力、受拉面层破坏荷载和极限荷载等的计算公式;然后将理论分析结果与现有的大量试验结果进行了对比,结果表明,模型精度较高,能够较好地预测FRP增强胶合木梁的受弯性能,可为此类结构构件的加工设计与工程应用提供参考。     

Repair of fire damaged circular reinforced concrete columns with FRP composites

An experimental study was undertaken to investigate the axial capacity of post-heated circular reinforced concrete columns repaired with glass and carbon fibre reinforced polymers. The series of tests comprised columns which were un-heated, post-heated, post-heated seriously spalled and repaired with mortar, post-heated and wrapped with either glass or carbon fibre reinforced polymer, and post-heated seriously spalled and repaired with both mortar and either glass or carbon FRP. The post-heated columns were repaired with unidirectional glass and carbon fibre reinforced polymer jackets. All columns were tested under axial compression to determine their ultimate axial strength, stiffness and ductility. The results indicated that repairing heat damaged circular columns with a single layer of unidirectional glass or carbon fibre reinforced polymer has a significant effect on the axial strength and the ductility of circular columns. It was shown that the load-carrying capacity of post-heated columns can be restored up to the original level or greater than those of un-heated columns. However, it was shown that the effect of a single layer of glass or carbon fibre reinforced polymer on the axial stiffness was not significant.     

FRP强约束混凝土矩形柱应力-应变关系的研究

混凝土矩形柱在FRP侧向强约束作用下,极限应力、极限应变的提高系数与FRP的包裹量及截面形状、特征有关。在对国内外大量试验结果分析的基础上,提出了FRP强约束混凝土矩形柱极限应力、极限应变的计算方法;FRP强约束矩形混凝土柱的应力-应变全过程曲线可分为三段,第一、三段表现为线性特性,第二段为过渡区域,呈现非线性特性,但非常短暂,给出了两个能够反映曲线特征的应力-应变关系模型,其预测结果与相关文献试验曲线符合很好;对影响FRP强约束矩形截面混凝土应力-应变关系的参数进行了研究。     

界面处理对FRP加固钢筋混凝土梁承载力的影响

以梁跨度、配筋率为参数,利用5组试件对比研究了界面凿毛对纤维增强聚合物(FRP)加固钢筋混凝土梁极限弯矩的影响。结果表明:混凝土界面凿毛后的FRP加固梁的极限弯矩要小于砂轮打磨梁的极限弯矩,并且随着梁跨度的增大,砂轮打磨梁与凿毛梁的极限弯矩差值增大;随着配筋率的增大,砂轮打磨梁与凿毛梁的极限弯矩差值减小。     

FRP-钢-混凝土组合柱的研究现状

纤维增强聚合物(FRP)复合材料作为约束材料,已在组合柱中得到了大量研究与应用.其中组合形式主要包括FRP-混凝土-钢混合双管柱、FRP钢管混凝土柱以及FRP型钢混凝土柱.通过回顾和总结近几年国内外对于上述3种组合柱的研究成果,详细分析了组合柱的力学性能,并研究了各种组合柱的受力特点及组合柱中FRP、钢和混凝土3种材料之间的相互作用机理.结果表明:虽然针对FRP-钢-混凝土组合柱已进行了大量试验研究,但理论研究尚不成熟,今后的研究应基于理论分析与试验研究相结合,对FRP-钢-混凝土组合柱进行透彻研究,同时还需有效结合3种材料进行截面设计,从而提高组合柱的力学性能.