加筋混凝土梁延性系数计算方法

由于纤维增强复合材料(FRP)筋不存在屈服状态,传统的延性系数计算方法不适用于FRP筋混凝土梁和混合配筋(钢筋+FRP筋)混凝土梁。为了提出一个相对完善的、统一的加筋混凝土梁截面延性计算方法,在对既有各类加筋混凝土梁延性指标计算方法进行分析的基础上,从抗震对结构延性的要求出发,依据延性系数的定义与动力要求统一的原则,推导得出了加筋混凝土结构延性系数-地震力降低系数(μ-C)关系式。依据等位移下的μ-C关系式,提出了加筋混凝土梁延性系数的计算方法。通过对比延性系数计算值与既有试验值,证明了该方法的有效性。对混凝土及钢筋强度、混凝土极限压应变、截面有效配筋率和FRP筋配筋刚度比等影响加筋混凝土梁延性的因素进行了参数化分析。结果表明:加筋混凝土梁的延性随着混凝土强度和极限压应变的增加而提高,随着钢筋强度、有效配筋率和FRP筋配筋刚度比的提高而降低。     

FRP筋钢纤维混凝土梁延性性能研究

以钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.0%/0)以及玻璃纤维增强复合材料筋(GFRP筋)和碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)两种筋材为试验变量,进行了6根纤维增强复合材料筋(FRP筋)混凝土构件的受弯性能试验,用以评价钢纤维体积率对FRP混凝土构件的延性提升效果。试验结果表明,随着钢纤维掺量的添加,FRP筋混凝土梁的延性指标提升了16%～48%,极限承载力提高了5%～13%,说明钢纤维的掺加对FRP筋混凝土梁的延性指标和承载力有积极作用。     

FRP筋与HRB筋混合配筋混凝土梁变形及延性性能试验研究

为了研究FRP筋与普通钢筋(HRB筋)混合配筋混凝土梁变形及延性性能,选用GFRP和BFRP筋材,设计制作了8根混合配筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁,分析了试验梁裂缝以及挠度的变化情况,探讨了混合配筋混凝土梁截面延性系数的计算方法。结果表明:混合配筋混凝土梁裂缝开展机理与钢筋混凝土梁基本相同,相同荷载水平作用下挠度比钢筋混凝土梁增大约20%~90%;延性系数随着配筋率的增大和FRP筋与钢筋面积比的增大而减小,建议混合配筋混凝土梁满足延性要求时配筋率为0.8%~1.26%,FRP筋与钢筋面积比小于1.28。     

碳纤维加强混凝土梁的试验研究

在混凝土结构中,碳纤维(FRP)成为钢筋加固的一种重要材料。FRP可大大改善碳纤维加强混凝土(FRPRC)梁的延性。为了提高梁的延性,同时也能保证FRP筋的高强度特性,建议采用纵向型钢以形成混合FRPRC梁。12根试件包括素混凝土梁、钢骨混凝土梁、纯FRPRC梁和混合FRPRC梁。试验结果表明:与纯FRPRC梁相比,混合FRPRC梁的延性更好;而且超配筋率高的FRPRC梁的延性更好。因此,配筋率可以提高FRPRC构件的延性,建议FRPRC构件设计首选超配筋率。     

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.     

FRP筋混凝土结构的发展

归纳了FRP材料的优点,分析了混凝土结构目前存在的问题,探讨了FRP筋混凝土结构的发展现状,对FRP混凝土结构的前景进行了展望,以促进FRP筋混凝土结构的研究,推广FRP筋混凝土结构的应用。     

纤维塑料筋混凝土结构的系列研究

彻底解决钢筋锈蚀问题的一个有效办法是采用纤维塑料筋(即FRP筋),1995年我们在国内首先开展了FRP筋混凝土结构的系列研究,取得了阶段性的研究成果:①研制生产国内首批FRP螺纹筋;②对FRP筋在不同环境介质中的粘结锚固性能进行研究;③对FRP筋普通混凝土梁的受力性能和设计理论进行研究;④研制新型FRP筋预应力锚具;⑤对预应力FRP筋混凝土粱的受力性能和设计理论进行研究等.本文重点介绍以上几方面的研究工作,并对今后FRP筋混凝土结构的发展趋势作了展望.     

FRP筋海砂混凝土的应用与研究现状分析

综述了国内外对FRP筋、海砂混凝土、FRP筋海砂混凝土的应用及研究成果,设计出一种适合梁构件的新型FRP筋骨架,并对FRP筋海砂混凝土结构尚需研究的问题进行了归纳,以便FRP筋海砂混凝土结构的研究和推广应用。     

FRP筋与混凝土的粘结性能

FRP筋与混凝土之间的粘结性能是FRP筋混凝土结构的关键问题,是能否充分利用FRP筋高强性能的决定性因素。本文分析了FRP混凝土结构的粘结机理以及粘结破坏形式,讨论了影响FRP筋混凝土结构粘结性能的因素,并在最后提出了一些问题及建议。     

预应力FRP筋混凝土梁的研究进展

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。对FRP筋预应力混凝土梁的结构延性、抗弯性能、抗剪性能和长期性能等关键问题进行了仔细的分析总结,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

FRP筋混凝土受弯梁正截面受力分析

纤维增强塑料(FRP)筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,对FRP筋代替混凝土结构中易受腐蚀的钢筋进行研究,这对改善钢筋混凝土结构的某些性能和拓宽工程应用范围,具有明确的工程意义。本文对FRP筋混凝土受弯梁进行了正截面受力分析,并推导了相关的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

Investigation of bond in concrete member with fibre reinforced polymer (FRP) bars

Bond strength of fibre reinforced polymer (FRP) rebars was experimentally investigated in this study and compared to that of steel rebars. A total of 64 concrete beams reinforced with two types of FRP rebars, respectively, were tested. Four nominal diameters of FRP and steel rebars, namely, 12.7, 15.9, 19.1 and 25.4 mm and three embedment lengths, six, 10 and 16 times the rebar diameter were used. Moreover, three concrete depths of 200, 600 and 1000 mm were investigated in the 18 pullout specimens. Results of the tests indicated that the applied tensile load approached the tensile strength of rebars as the embedment length increased and the GFRP rebars showed lower bond strength values compared to steel rebars. The average maximum bond strength of the FRP rebars varied from 5.1 to 12.3 MPa depending on the diameter and the embedment length. The GFRP rebars showed lower bond strength values compared to steel rebars. A modification factor of 1.30 is recommended for computing the development length, to account for the top bar effect. A new model is proposed for the ascending branch of the bond–slip law.     

纤维增强聚合物约束混凝土组合构件

介绍了纤维增强聚合物混凝土组合材料的发展状况及工作机理，指出FRP混凝土构成的组合构件既发挥了FRP和混凝土各自的优势，又能通过该2组分的协同作用满足结构工程对强度，刚度，耐久性，延性，耐腐蚀性及综合造价的要求。基本力学性能计算表明，FRP管混凝土的抗压强度和延性成倍提高，受拉时开裂延缓，经过合理设计的组合梁，柱等构件具有极性的抗震性能。     

Bond strength of glass FRP rebar splices in beams under static loading

This paper presents the preliminary findings of a research programme to characterise the strength of rebar splices in reinforced concrete members containing FRP reinforcement. The key parameters are the diameter of FRP rebar and the embedment length. This is the first paper, originating from an extensive ongoing investigation being carried out by the authors, to gain a better understanding and develop appropriate design procedure that reflect the changes in bond strength caused by the use of FRP rebars instead of conventional steel rebars. A total of 16 reinforced concrete beams were tested in flexure. The effects of bar size (12.7 and 15.9 mm) and splice length (0.6, 0.7, 0.9, 1.3 and 1.6l_d) on the bond strength were critically evaluated. The bond development length (l_d) was calculated according to the relevant ACI Building Code (ACI 318M-95) requirements for steel rebars in concrete. The test results indicate that a modification factor of 1.3 is necessary for the bond development length of glass FRP rebars in order to achieve an adequate tension lap splice length.     

Ductility characteristics of fiber-reinforced-concrete beams reinforced with FRP rebars

To mitigate the corrosion problem caused by steel reinforcement, a study was initiated to develop a nonferrous hybrid reinforcement system for concrete beams by incorporating continuous fiber-reinforced-polymer (FRP) rebar and fiber-reinforced-concrete (FRC) containing randomly distributed polypropylene fibers. This paper describes the flexural performance of this FRP/FRC hybrid reinforcement system as well as FRP/plain concrete beams that served as references. Test results showed that the crack widths of FRP/FRC beams were smaller than those of FRP/plain concrete beams at the proposed service load. The compressive strains at the top fiber of concrete in FRP/FRC beams were larger than 0.004 due to the added polypropylene fibers. In addition, the ductility indices evaluating the FRP reinforced members were discussed. It is found that the ductility indices for all the tested beams were above the minimum requirement of 4. The addition of fibers improved the flexural behavior by increasing the ductility level more than 30%, when compared to the companion beam.     

配置500 MPa纵筋钢筋混凝土框架顶层端节点抗震性能试验研究

按照《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）设计了6个配置500 MPa 纵筋的钢筋混凝土框架顶层端节点,并进行了低周反复加载抗震性能试验,验证了规范规定的抗震措施对配置500 MPa 钢筋的顶层端节点的有效性,分析了配置500 MPa 级钢筋的顶层端节点的受力特点、节点区的破坏形态以及节点的综合抗震性能,并与受力条件基本相同的配置 HRB335级纵筋节点的受力性能进行了对比,对采用不同延性指标评价配置不同强度钢筋节点的延性性能差异进行了讨论。     

纤维增强塑料筋混凝土粘结滑移本构模型

纤维增强塑料筋与钢筋性能的差异 ,使纤维增强塑料筋混凝土的粘结性能与钢筋混凝土的粘结性能存在明显不同 ,因此 ,研究塑料筋混凝土粘结滑移本构模型 ,对推广塑料筋混凝土结构在工程中的应用具有重要的理论意义和实用价值。在总结国内外已有的纤维增强塑料筋与混凝土粘结滑移本构模型的基础上 ,提出了粘结滑移的连续曲线本构模型。该模型以粘结滑移曲线的三个关键点为基础 ,物理概念明确、光滑连续 ,并与试验结果吻合良好     

FRP筋混凝土梁正截面受力分析

介绍了前人对FRP筋混凝土受弯梁所做的正截面受力分析,并介绍了ACI440.1R-03建议的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较,结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

混杂FRP复合材料性能及其加固腐蚀RC梁弯曲性能研究

在混杂FRP(Fiber Reinforced Polymer)复合材料单轴拉伸性能研究的基础上,通过对四根腐蚀混凝土梁的弯曲试验,研究了碳/芳纶/玻璃三种纤维层间混杂布对腐蚀混凝土梁弯曲性能的影响。结果表明:(1)混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应,但碳/芳纶/玻璃三种纤维的混杂效应最优,其混杂效应系数达到0.453。(2)碳/芳纶/玻璃层间混杂纤维布加固腐蚀梁的开裂、屈服、峰值、极限荷载相比未加固腐蚀梁分别提高了14%、60%、98%和91%,而位移延性系数仅降低11%,表明混杂纤维布可显著改善腐蚀混凝土梁的弯曲性能,这将为混杂FRP复合材料加固腐蚀混凝土结构性能评估与加固设计提供参考。     

结构胶植筋混凝土柱受往复荷载作用的试验研究

介绍了JGN ,QS C ,HY1 5 0 ,RE5 0 0四种结构胶植筋混凝土柱在往复荷载下的试验研究 ,并与非植筋的整浇钢筋混凝土柱受力性能进行了比较。结果表明 ,在 1 5d锚固深度下 ,各试件在破坏形态、极限承载力、延性和耗能能力等方面相差不多。