碳/玻混杂纤维筋混凝土梁抗弯性能的试验研究

纤维增强塑料（FRP）筋作为一种钢筋的替代品在土木工程中应用日益广泛。本文针对单一纤维的FRP筋存在造价高、延性较差和弹性模量低等问题，开展了碳／玻混杂纤维复合材料筋生产工艺及其增强混凝土梁的抗弯性能的试验研究。文中列出了三种不同配比的碳／玻混杂纤维（HFRP）筋的性能指标，并给出增强混凝土梁的抗弯刚度计算模型。     

碳/玻混杂纤维筋预应力混凝土梁抗弯性能的有限元分析

碳/玻混杂纤维增强塑料(HFRP)筋具有单一纤维筋难以企及的优点,本文在试验研究的基础上,介绍了ANSYS有限元软件在预应力HFRP筋混凝土梁非线性分析中的应用,论述了混凝土、HFRP筋的单元选择、本构关系,预应力施加等问题及建模求解的过程,得到梁的荷载-变形曲线,通过与试验数据对比验证了模型的可靠性,从而为HFRP筋混凝土的推广应用提供了一条便捷的研究方法。     

碳/玻璃混杂纤维复合材料力学性能及其加固混凝土梁抗弯性能研究

混杂纤维复合材料可以优化单一FRP(Fiber Reinforced Plastic)复合材料的性能,是未来FRP复合材料发展的主导方向.本文试验研究了碳/玻璃混杂纤维复合材料的直接拉伸性能,在材料性能研究的基础上,采用碳/玻璃纤维混杂布对混凝土梁进行抗弯加固,并与单一碳纤维布加固梁进行了比较.结果表明,当纤维布层数相同时,碳/玻璃纤维混杂布加固梁的位移延性系数相比单一碳纤维布加固梁提高约9%,表明碳/玻璃混杂纤维复合材料可以显著改善单一碳纤维复合材料的延性.     

预应力FRP抗弯加固混凝土梁性能研究

采用嵌入式CFPR筋和外贴碳/玄武岩纤维混杂布加固混凝土梁,设计比较了对加固材料施加预应力后的增强效果,共进行了6根梁的4点弯曲试验,并就计算结果和试验结果进行了验证,提出了设计方法.结果表明：相比于无预应力加固,施加预应力后能够进一步提升梁的开裂荷载和屈服荷载,并提高梁的服役性能.计算结果和试验结果比较吻合.     

FRP筋和钢筋混合配筋混凝土梁受弯性能数值模拟及理论分析

近年来,FRP筋和钢筋混合配筋混凝土结构已逐渐成为土木工程界的研究热点问题之一。在试验研究基础上,应用有限元分析软件ANSYS建立了GFRP筋和钢筋混合配筋混凝土梁的数值模型,对其抗弯性能进行了有限元分析,提出了FRP筋和钢筋混合配筋混凝土梁名义配筋面积的概念,并结合中国《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》建立理论模型,对混合配筋混凝土梁的抗弯承载力和挠度进行了理论分析。通过与试验结果对比,证明了有限元模型的精确性以及基于《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》提出的理论计算模型对混合配筋混凝土梁的有效指导性。     

改性再生混凝土梁抗弯性能试验与分析

以硅粉含量和混杂纤维含量为试验参数,将1根普通混凝土梁作为对照组,3根不同硅粉含量和2根混杂纤维不同体积含量的梁作为试验组,对改性再生混凝土梁的抗弯性能进行分析,结果表明:改性再生混凝土梁与普通再生混凝土梁的破坏过程一样都具有明显的四个阶段,而且其基本受力过程也符合平截面假定;而且随着硅粉和混杂纤维的掺入使得改性再生混凝土梁的抗弯性能增强,抗开裂和极限承载力方面优于普通再生混凝土梁;而且按照规范计算出来的正截面极限承载力与试验值基本吻合,改性再生混凝土可以按照规范进行设计,为工程实践提供了参考依据.     

CF/GF混杂复合材料性能分析及其在风电叶片上的应用

本文通过设计11组碳/玻混杂纤维复合材料(HFRP)样条的拉伸对比实验,分析研究CF与GF的不同混杂比对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着玻璃纤维中加入碳纤维相对体积分数的增大,其拉伸强度和模量也随之增大,断裂延伸率随之降低。通过理论计算,50m长风电叶片主梁帽采用碳/玻混杂复合材料比采用纯玻纤其重量可降低10%~60%,成本将提高150%~310%,而相对于整支叶片重量可降低4%~22%,相对于整机其整体成本相当甚至降低。     

FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明：钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%～33%,抗弯性能提升了4%～21%,延性提升了22%～89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。     

耐碱玻璃纤维混凝土梁抗弯性能试验研究

为了研究耐碱玻璃纤维混凝土梁的抗弯性能,对6个耐碱玻璃纤维混凝土梁和2个普通混凝土梁进行抗弯对比试验。通过试验数据研究在配筋率及截面尺寸相同的情况下,纤维体积率对混凝土梁抗弯性能的影响。试验结果表明:耐碱玻璃纤维混凝土梁符合平截面假定;耐碱玻璃纤维对混凝土的抗拉强度有所提升,体积率在1.5%时的抗拉强度提升最多;耐碱玻璃纤维明显提高了混凝土梁的延性和承载力,整体改善了混凝土梁的抗弯性能。     

混杂FRP得合材料单轴拉伸性能研究

为制备优异综合性能的混杂FRP(Fiber Reinforced Plastic/Polymer)复合材料,本文试验研究了芳纶、玄武岩、玻璃纤维与碳纤维混杂复合材料的单轴拉伸力学性能,分析了纤维种类、碳纤维相对体积含量、铺层方式等混杂参数对混杂效应的影响.结果表明,HFRP(Hybrid FRP)复合材料的单轴拉伸弹性模量基本符合混合定律,层间混杂FRP复合材料均表现出良好的混杂效应.当碳纤维铺层在中间时,碳/芳纶/玻璃层间混杂复合材料的混杂效应系数为0.647,混杂效应最优.