纤维增强复合材料与现代基础设施建设

高性能纤维增强复合材料(Advanced Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)应用于基础设施建设中是近年来国际上研究的热点,结合"八六三"项目开展了基础设施建设用高性能低成本的FRP材料及其关键应用技术的开发工作,取得了一系列成果.在材料改性研究以及产品开发方面,通过纤维混杂改性,开发出适用于不同工程要求的单一品种纤维和混杂纤维的FRP产品及配套树脂材料、配套设备机具等;在关键应用技术开发方面,根据工程需要,开发出钢结构加固技术、砌体结构加固技术、预应力加固技术、结构无损检测技术等基础设施建设中应用FRP材料的关键技术;在规范标准编制方面,主持编制国家规范标准4项,1项已获批准实施,其它3项正在按计划进行;在工程应用方面,应用自主开发的材料和技术,改造、加固工程100多项,创造了巨大的经济效益及广泛的社会效益.这些工作极大地推进了我国在基础设施建设用FRP技术领域的发展.     

预应力碳纤维布加固混凝土梁疲劳寿命分析

预应力碳纤维布加固技术充分发挥了碳纤维布高强度高弹模的特点,采用这种方法能够大幅延长被加固混凝土梁的疲劳寿命。通过引入局部应力应变方法,对疲劳荷载作用下预应力碳纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命进行了分析,根据试验结果对关键参数进行了确定,进而提出了预应力碳纤维布加固梁的疲劳寿命实用计算方法。与现行规范方法相比,方法更趋合理,可为后续疲劳理论研究和规范制定提供参考。     

碳纤维复材网格的黏结-滑移试验研究

通过对26个碳纤维复材网格拔出试件的黏结-滑移试验,研究网格横截面周长、埋置长度、横向网格长度和试块材料类型变化对黏结-滑移性能的影响,分析试验测量得到的26组黏结应力-滑移曲线,得到了各试验变化参数对黏结-滑移性能的影响规律。最后基于对试验数据的回归分析,给出了碳纤维复材网格在聚合物砂浆或混凝土中的黏结应力-滑移本构模型。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁锚固方式试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中对锚固方式的研究是一个至关重要的问题。通过对两组试件共7根混凝土梁布置不同的U形箍加载试验,详细分析了不同U形箍布置的锚固效果,提出了预应力碳纤维布加固技术中U形箍的布置原则,对此项技术的设计及施工有指导意义。     

CFRP加固含疲劳裂纹钢板的有限元参数分析

CFRP加固含疲劳裂纹钢板可显著提高其疲劳寿命。采用有限元分析方法,详细研究了CFRP长度、宽度、厚度、弹性模量,胶层的剪切模量和厚度等各种参数对加固效果的影响。结果表明:提高CFRP的弹性模量、厚度,采用适当的胶层剪切模量、厚度,对提高加固效果显著。根据有限元计算结果,归纳得出应力强度因子幅的计算经验公式,该经验公式与有限元计算结果和试验结果符合较好,可用于计算CFRP加固含疲劳裂纹钢板疲劳寿命的计算。     

浸渍树脂快速与自然老化试验对应关系

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。浸渍树脂作为复合材料的原料之一以及FRP与结构的粘结材料,其耐久性直接影响FRP加固结构的效果。通过对两种浸渍树脂进行快速老化和自然老化试验,在试验的基础上分析并计算了二者的对应关系。结果表明,树脂在自然环境中受各种老化因素共同的作用要比单一因素作用大得多。     

碳纤维布加固钢结构有效粘结长度的试验研究

由于腐蚀、疲劳和机械损伤,在役的钢结构中存在不同程度的缺陷和损伤.为了弥补传统钢结构加固方法的缺点,寻求高效的钢结构加固方法迫在眉睫.纤维增强复合材料(FRP)具有优异的性能,在钢结构的损伤部位粘贴FRP具有很多优势.但是到目前国内外(尤其是国内)对粘贴FRP加固损伤钢结构技术的研究和应用涉足甚少.本文对粘贴碳纤维布加固损伤钢结构的受力性能进行了研究,并对碳纤维布与钢结构之间的粘结应力分布规律进行了测量和分析,最后得出了碳纤维布加固钢结构时的有效粘结长度.     

考虑二次受力碳纤维布加固混凝土构件正截面承载力计算

提出了考虑二次受力时碳纤维布加固混凝土构件正截面承载力计算的一种方法 ,理论计算值与试验结果吻合较好 ,表明该方法的正确性。文中还提出了应对碳纤维布锚固长度、剥离应力、极限状态下碳纤维布的应变、强剪弱弯等进行验算的建议。     

HRBF500钢筋混凝土柱轴压试验研究

对7个配置HRBF500级钢筋混凝土柱进行轴压试验,研究不同混凝土强度、配筋率、长细比等参数下构件的破坏形态、承载力.结果表明,配置HRBF500级钢筋混凝土柱的承载力按照目前规范公式计算是可行的.