板式纤维塑料连接件力学性能试验研究

纤维塑料(FRP)连接件是连接预制混凝土夹芯保温墙体内外层混凝土墙板的关键部件,在墙体中主要承受拔出荷载与剪切荷载。以北京某住宅工程为背景,对板式FRP连接件的材料性能进行了测定,并对此种连接件的抗拔及抗剪性能进行了试验研究。研究表明:连接件抗拔承载力为11.2 kN,抗剪承载力为15.3 kN,满足工程设计要求,并具有较大的安全储备。     

直螺纹灌浆套筒连接的短肢剪力墙抗震性能试验

为研究装配式预制短肢剪力墙结构体系抗震能力,选取轴压比为0.15,制作足尺试件通过对预制短肢剪力墙与现浇短肢剪力墙进行拟静力试验,观测试件的裂缝发展及破坏过程,根据滞回曲线与骨架曲线以及位移与粘滞阻尼系数深入研究其延性,耗能能力,及承载力等抗震指标.试验结果表明:二者均为约束边缘构件竖向钢筋受拉屈服,两角端混凝土压溃的压弯破坏;竖向钢筋采用套筒灌浆连接可以很好的传递应力;预制试件的滞回曲线的捏缩现象比现浇试件更加明显,形状比较饱满,展现出较好耗能性能,在达到峰值荷载以后,下降段平缓,延性较好,具有良好的抗震能力;二者承载力可等同设计,预制试件残余变形较现浇的小,体现了较好的抗侧移能力.     

FRP环向加固木柱轴心受压性能试验研究

提供了15根FRP环向加固木柱的轴心抗压性能试验数据,详细探讨了受载后试件的工作机理和破坏模式,试件的设计参数为FRP的层数和FRP的类型,分析了各设计参数对加固木柱承载力和峰值应变的影响。试验结果表明,FRP环向加固木柱可提高木柱的抗压承载力,改善木柱的延性。在极限荷载以前,加固木柱的荷载-应变关系曲线基本保持线性变化,在极限荷载以后曲线为近似理想塑性。加固木柱的承载力和峰值应变随加固层数的增加而增加。3层GFRP可提高木柱承载力和峰值应变分别达21.82%和94.95%。试件的极限荷载和轴向应变随环向FRP的弹性模量的增加而增加,但增幅逐渐变缓。加固木柱达到极限荷载时,环向加固层没有出现拉断现象,其环向应变并未达到环向加固层的极限应变,仅为FRP极限拉应变的10%左右。木柱的破坏始于木纤维的弯曲变形,环向FRP可有效约束这种变形的发展,这是改善木柱轴心受压性能的主要原因。所有试件的破坏模式都表现为木柱产生错动变形,被完全压皱破坏。     

CFRP加固组合梁承载力性能实验研究

对碳纤维复合增强材料(CFRP)条带加固的混凝土-钢组合梁抗弯性能进行实验研究。在考虑CFRP条带加固长度和宽度两个变量的基础上,采用四点加载的方式,研究加固和未加固组合梁在加载过程中的承载力性能。通过分析试件的荷载-位移曲线和其破坏模态,揭示在加固前后混凝土试件的初裂荷载和极限承载力的变化规律,并分析组合梁各类破坏模态的产生机理。实验研究结果表明:采用CFRP条带加固的组合梁承载能力会提高,当CFRP加固长度为试件总长的60%时,承载力的提高效率最高。同时提出一桁架模型,用以分析加固前后组合梁中混凝土板、钢梁腹板以及FRP条带的内力,为该类加固梁的极限荷载预测提供了依据。     

新型结构胶加固桥梁的性能研究

通过室内试验研究了新型纤维增强结构胶加固前后交通荷载对钢筋混凝土桥梁性能的影响。8根横梁被测试为失效。其中7根梁用一种代表实际桥梁所用材料的预制单向碳纤维层压板加固。试验变量包括环氧固化期间施加荷载循环的强度和频率、环氧层厚度和FRP带厚度。所有加固试件在最大弯矩区均发生FRP脱粘破坏。对于安装期间和安装后应用的所有交通荷载方案,未观察到加固效果降低。采用ACI 440.2R-02设计建议,对失效时的FRP应变和FRP引起的强度增加进行了非保守预测。     

轴压PVC-CFRP管钢筋混凝土柱应力-应变关系模型

开展10根轴压PVC-CFRP管钢筋混凝土应力-应变关系试验研究,结果表明试件应力-应变关系曲线可分为两个阶段:第一阶段为抛物线,与相同配筋钢筋混凝土柱的应力-应变关系曲线相似;第二阶段为强化段,试件应力-应变关系基本呈线性关系,随着FRP条带环箍间距的增加,试件强化段斜率逐渐减少,轴向配筋可显著提高核心混凝土柱的承载力和变形,配筋率对试件强化段的斜率影响很小。通过对试验数据的回归分析,提出试件轴压承载力和极限压应变的计算方法,并建立相应的应力-应变关系模型。     

格栅剪力键的FRP板与混凝土粘结性能试验研究

针对不同界面连接形式的FRP板与混凝土进行单剪试验,重点研究破坏形式、极限承载力及破坏机理等内容,研究表明:布置单向剪力连接件时,增加连接件数量、减小连接件间距可以提高界面抗剪承载力,也可改善构件弹性阶段整体刚度;提出的双向格栅剪力连接件可明显提高界面整体抗剪承载力,并可增强弹性阶段构件整体刚度。     

FRP板加固钢筋砼梁正截面强度分析

根据平面假设对外贴纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁进行了弹塑性变形全过程分析,分析了不同配筋率情况下,加固率与极限弯矩、极限曲率的关系.结果表明:外贴FRP材料可以提高钢筋混凝土梁的极限承载力,但开裂前对钢筋混凝土梁的受力性能影响很小.对于较小的配筋率的钢筋混凝土梁,根据加固率的不同,可能发生FRP板拉断的破坏模式,也可能发生压区混凝土压碎的破坏模式.但对于较大配筋率的钢筋混凝土梁,不管加固率的大小,均不可能发生FRP板拉断的破坏模式.加固效果对相对小配筋率的梁更显著,随着配筋率及加固率的增加,加固钢筋混凝土梁的极限抗弯能力的增加率逐渐减小.     

新型装配式剪力墙结构水平缝抗震性能试验研究

为研究一种采用了新型水平缝连接方式的装配式混凝土剪力墙结构的抗震性能,对1个现浇、3个预制装配剪力墙足尺比例试件进行低周反复荷载试验,其中,装配式剪力墙水平缝采用焊接钢板和贯通粗钢筋进行连接.同时,研究了竖向贯通粗钢筋直径和布置形式两个关键参数对装配式剪力墙抗震性能的影响规律.对试验结果分析可知:与现浇剪力墙相比,新型装配式剪力墙的承载力、延性性能、耗能能力均明显提高,刚度接近,开裂性能有所降低;适当增大贯通粗钢筋直径可提高开裂能力、承载力,但耗能能力、延性性能降低,对刚度影响很小;墙体中部增设一道竖向贯通筋会提高开裂性能、初始刚度,但会明显降低墙体承载力和延性性能,且最终发生底部剪切滑移破坏.综合对比来看,直径28 mm贯通粗钢筋、墙体两侧布置两道贯通筋的装配式试件表现出较好的抗震性能.     

基础内预埋锚杆抗拔试验研究

通过对建筑基础筏板内预埋锚杆进行抗拔试验检测其抗拔承载性能,对锚杆周围混凝土受抗拔力破坏形式进行研究。研究表明：在埋入锚杆最底端加拧1个螺母,起扩大头作用,增大锚杆侧阻力,较好地固定锚杆,抗拔试验破坏时,断裂部位发生在千斤顶施加荷载作用点附近,而并非将锚杆整体拔出;加载至锚杆材料屈服破坏点对应荷载739 kN附近,荷载-位移曲线呈线性变化,加载量大于该值后,锚杆塑性变形逐渐发展,抗拔过程主要是锚杆杆体自身形变的过程,前半阶段主要为弹性变形,后半阶段主要为塑性变形,直至锚杆被拉断;从筏板内锚杆取芯样来看,抗拔对锚杆周边混凝土产生一定拉裂,裂缝不大,主要在上部300 mm处。     

纤维塑料筋粘结强度的研究

纤维塑料筋与混凝土的粘结强度大小直接关系到构件的承载能力、裂缝开展及其它性能等。基于41个碳纤维塑料筋的拉拔试验,并综合分析其它文献的结果,对纤维塑料筋与混凝土的粘结机理、破坏机理和粘结强度进行了较为深入的研究。同时对纤维塑料筋与水泥浆和环氧树脂的粘结强度也进行了探讨。     

Insulation failure of lightweight composite sandwich panels exposed to flame

A critical consideration for the serviceability of composite sandwich panels is their thermal behaviour during fire incidents. This research aims to observe the thermal performance and investigate the insulation failure of the lightweight concrete sandwich panels (LCSPs) in non-load bearing wall systems. Six standard one-sided coupling fire tests on LCSPs in accordance with Australian standard AS 1530.4 were conducted via an electrical furnace; measured by thermocouples and a thermal camera, to assess the insulation capacity and their behaviour during fire events. The results indicated that the sandwich panels have insulation capacity for 75 to 110 minutes depending on the thickness and density. The bowing of the panels due to the expansion of the exposed steel shield and the consequent de-bonding and cracking of concrete was one of the primary reasons of insulation failure. Additionally, this bowing led to the opening of the joints between the panels, which could allow the heat flows towards the unexposed surface. Moreover, the propagation of accelerated drying shrinkage cracks in the restrained concrete core was another reason for the failure. Lastly, the results suggested the benefits of increasing the thickness and density on thermal performance and insulation failure of the composite sandwich panels.     

复合材料-木塑组合柱轴心受压性能试验研究

以木塑复合材料、无碱玻璃纤维织物以及不饱和聚酯树脂为原料,采用真空导入工艺制造复合材料-木塑组合柱。对该组合柱进行轴心受压试验,得到其失效模式、承载力以及纵向变形等力学行为。试验结果表明:复合材料-木塑组合柱在轴压荷载作用下,主要破坏模式为轴向受压破坏,且在复合材料面层出现横向裂纹;组合柱极限承载力随着截面尺寸的增加而显著提高,而且组合柱具有良好的延性。采用考虑组合效应的分析方法对该组合柱的轴压承载力进行预测,结果表明当组合系数取0.3时,理论计算结果与试验结果吻合较好。     

复合材料筋混凝土的粘结滑移关系及锚固性能研究

复合材料(FR P)筋与混凝土的粘结滑移关系是两者之间粘结性能的综合反映。根据有关研究成果和钢筋混凝土原理,并基于19个对拉试件和9个拔出试件的试验结果,详细分析了FRP筋与混凝土间粘结应力的组成、粘结滑移关系及工作机理、粘结应力分布规律、粘结强度以及有关影响因素,旨在给工程中设计、应用和推广FRP筋混凝土结构提供一些帮助。     

氯盐干湿循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面粘结性能研究

海岛工程建设中,潮汐作用下的海水干湿循环是影响纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构耐久性能的主要因素之一。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋嵌入法加固混凝土结构,通过CFRP筋从混凝土块中的拔出试验研究高性能纤维增强水泥基复合材料(HPFRC)和环氧树脂胶作为加固粘结材料时,海水干湿交替循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面的粘结性能,并对其破坏模式、极限粘结承载力进行分析。结果表明:环氧树脂胶作为粘结材料时,随干湿交替循环次数的增加,极限粘结承载力略有下降;而HPFRC作为粘结材料时,干湿循环90 d内的极限粘结承载力得到持续增长,可以达到作为粘结材料时极限承载力的70.3%,因此HPFRC可以作为粘结材料应用于潮汐环境下的FRP筋嵌入法加固海工混凝土结构中。     

玻璃钢／混凝土复合结构设计

论述了玻璃钢/混凝土复合结构的结构设计和材料设计,强调玻璃钢与混凝土间的界面层粘结强度和玻璃钢层内的微裂纹控制是保证复合材料性能的技术关键。并提供了有关设计计算方法。     

FRP筋混凝土粘结滑移模型的研究和试验分析

本文详细介绍了国内外关于FRP筋与混凝土粘结滑移本构关系模型的研究成果和现状,探讨了各模型的曲线特征,通过表面变形CFRP筋混凝土的拔出试验得到了较为理想的连续的粘结-滑移关系曲线,并将试验所得的曲线与国内外现有的几种模型曲线在各个阶段的吻合情况进行了对比分析。     

暗肋夹芯式轻骨料混凝土外墙板热工性能研究

为解决现有建筑能耗中由墙体引起的热损失问题,本文提出一种暗肋夹芯式复合轻质保温墙板,并围绕该种新型墙板的热工性能开展研究。首先分别测试轻骨料混凝土、聚苯颗粒混凝土的热工参数,研究内外叶及芯层不同厚度组合、内置钢筋网及平面桁架对复合墙板热工性能的影响。然后将试验结果与理论分析结果进行对比,验证理论分析模型的可靠性,为复合保温墙板的热工设计提供基础研究支撑。对比常规预制混凝土外墙板,新型复合墙板表现出良好的热工性能。     

基于数值试验的FRP约束混凝土圆柱轴压性能研究

纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱(FRP Confined Concrete Column,简称"FCCC")具有承载力高、延性好等优点,目前以试验为主要研究方法,很难对其截面尺寸、混凝土强度等级及FRP层数等参数进行全面研究。首先对FCCC轴压性能的试验和数值模拟研究现状进行了归纳总结,然后基于Drucker-Prager弹塑性本构建立有限元模型,并通过现有试验结果验证了该模型的正确性;采用该有限元模型研究了截面直径为150 mm~750 mm,混凝土强度等级为C30~C80以及FRP层数为1层至5层的不同FCCC的轴压性能。结果表明:FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着混凝土强度等级的提高而分别提高和降低;混凝土强度恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着FRP约束量的增加而提高;混凝土强度和FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力随着直径的增大而减小。通过数值试验的方法较全面地研究了不同参数对FCCC轴压性能的影响,可为FCCC受力性能的进一步研究和工程设计提供参考。     

对FRP夹层结构水箱失效技术原因分析

本文通过分析了ＦＲＰ夹层结构水箱失效技术原因，阐明设计ＦＲＰ容器不能仅按材料强度，而必须采用限定应变准则。这是保证ＦＲＰ容器长期安全使用的技术关键。