纤维复合材料布加固混凝土梁受剪性能的试验研究

本文介绍了8根GFRP布、1根CFRP布加固混凝土梁以及1根未加固对比梁的受剪试验,研究了FRP布受剪加固形式、加固量、剪跨比、FRP材料类型等对受剪性能的影响,着重研究了U型FRP布受剪加固的剥离破坏性能和承载力。根据FRP布应变的试验实测结果,分析了剥离破坏时FRP布的有效发挥程度及其对受剪承载力的贡献,提出了U形FRP布受剪加固混凝土梁剥离承载力的计算公式。     

FRP复合材料在砌体结构加固中的实践应用

综合现阶段国内外FRP复合材料加固砌体结构的研究现状,并结合工程实际案例,就FRP复合材料加固砌体结构的选材、加固设计及加固施工等方面的相关注意事项,作了有重点的阐述,内容涉及FRP选材要点、FRP强度有效利用值、对火灾等极端因素的考虑、墙体单面加固的有效性等诸多方面,相关经验可供工程实际参考使用。     

ECC梁的力学性能试验研究

研究了PP ECC梁的四点弯曲试验性能,制作了钢筋增强PP ECC梁,钢绞线GFRP筋增强PPECC梁,素PP ECC梁和普通钢筋混凝土梁4组试件。在试验研究中,主要考虑了配筋率、龄期等参数,对比了钢筋增强PP ECC梁、钢绞线GFRP筋增强PP ECC梁、素ECC梁与普通钢筋混凝土梁的弯曲性能,测试了试件的开裂荷载、裂缝的开展、各级荷载下的应变以及试件的极限荷载,验证了平截面假定。结果表明,对不同配筋率的PP ECC梁,配筋率越大,极限承载力增加,但极限变形减小,裂缝宽度的变化不明显。同一配筋率下,PP ECC梁比普通钢筋混凝土梁具有更高的承载力和变形性能,在屈服时刻裂缝宽度可控制在0.1mm以内。     

FRP加固梁抗弯计算和试验分析

对二次受力FRP加固梁的试验数据进行收集,发现考虑滞后应变与否对计算结构影响很小,但是这和有的试验值不太吻合。FRP强度折系数在粘贴层数越多时,该系数就越小,三层时约为0.524,建议粘贴层数不要超过三层。加固设计是应保证当Afe≥Af,min,此时发生混凝土压碎破坏,规范公式计算偏于安全。     

FRP-预裂缝混凝土界面黏结性能有限元分析

纤维增强复合材料布(FRP)与混凝土界面的黏结性能是粘贴FRP布加固混凝土结构中的关键问题。对预设裂缝混凝土表面粘贴FRP板的单剪搭接接头进行三维有限元模拟。在建模中考虑了预设裂缝与加载端的距离和FRP布粘贴长度两个变量,得出了FRP布与混凝土界面剪应分布曲线。基于有限元分析结果,着重对界面剪应力分布规律、剥离机理进行了讨论。研究结果表明:在加载初期,有裂缝试件的界面剪应力在裂缝处出现应力集中,当裂缝距加载端越近时,裂缝处应力集中越严重。有裂缝界面的有效黏结区首先是加载端与裂缝之间的区域,在此区域软化后,裂缝与自由端间的区域才有效地发挥作用。与无裂缝混凝土界面相比,预设裂缝界面的应力分布差异较大,从而影响其剥离机理。     

模拟嵌入式FRP条增强钢筋混凝土梁抗剪的三维力学模型

嵌入式FRP增强钢筋混凝土梁抗剪是进行结构修复的新技术,由于嵌入式FRP所具有的一些优势,使其成为较好的外贴加固技术,越来越受到重视。嵌入式FRP主要优势在于材料开发、对结构完整性的保护以及相对较快的适用性。由于FRP条复杂的几何尺寸,粘结后的非线性力学性能,混凝土受拉性能的离散性,使得嵌入式FRP条加固的性能十分复杂,一般通过试验来获得其性能。为更好地掌握表面嵌贴FRP带的性能,提出三维力学模型,用于模拟在相似加载过程中,嵌入式FRP条体系对钢筋混凝土梁抗剪强度的贡献。模型很好地解释了试验结果,并在模型中考虑了粘结滑移力和混凝土破坏之间的相互作用以及相邻FRP条之间的相互作用等复杂现象。     

盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面的黏结性能,对27个内嵌FRP筋加固混凝土试件进行盐腐蚀后的单端拉拔试验,分析试件的受力过程和破坏模式,研究内嵌FRP筋黏结长度、腐蚀时间和FRP筋类型对界面黏结性能的影响。结果表明：盐腐蚀的试件破坏模式分为结构胶劈裂、FRP筋拉断和结构胶劈裂且FRP筋弯折等3种,且以结构胶劈裂破坏为主。盐腐蚀环境下内嵌FRP筋混凝土试件的黏结应力与黏结长度、破坏模式与腐蚀时间有关。盐腐蚀环境会影响混凝土、黏结材料及FRP筋的力学性能,加剧黏结界面失效破坏。腐蚀时间为30 d和90 d的内嵌BFRP筋加固混凝土试件的耐盐腐蚀能力高于内嵌GFRP筋加固混凝土试件的,腐蚀时间为60 d的内嵌GFRP筋加固混凝土试件的耐盐腐蚀能力优于内嵌BFRP筋试件的。根据试验数据拟合了盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面黏结-滑移本构关系,其拟合优度达到0.988 0。     

Performance of insulated FRP-strengthened concrete flexural members under fire conditions

This paper presents the results of fire resistance tests on carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) strengthened concrete flexural members, i.e., T-beams and slabs. The strengthened members were protected with fire insulation and tested under the combined effects of thermal and structural loading. The variables considered in the tests include the applied load level, extent of strengthening, and thickness of the fire insulation applied to the beams and slabs. Furthermore, a previously developed numerical model was validated against the data generated from the fire tests; subsequently, it was utilized to undertake a case study. Results from fire tests and numerical studies indicate that owing to the protection provided by the fire insulation, the insulated CFRP-strengthened beams and slabs can withstand four and three hours of standard fire exposure, respectively, under service load conditions. The insulation layer impedes the temperature rise in the member; therefore, the CFRP–concrete composite action remains active for a longer duration and the steel reinforcement temperature remains below 400°C, which in turn enhances the capacity of the beams and slabs.     

基于摩擦和胶接机理的混合锚固技术的研究

纤维增强复合材料加固的一般施工方法是利用树脂类胶结材料将FRP片材粘贴于混凝土表面,从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。但是此种方法在利用FRP加固结构时,容易发生FRP-混凝土界面的早期剥离破坏,从而导致其加固效果受到限制,无法充分利用FRP的高强材料特点。为了解决上述破坏问题,本文研究一种新型的FRP片材粘结锚固技术,即基于摩擦和胶接机理的混合锚固技术(简称FAHB)。本文利用ANSYS软件对FAHB进行了非线性有限元分析,并与常规单粘结锚固技术进行对比。结果表明,FAHB粘结锚固技术可以有效避免整体粘结失效,从而显著提高构件的极限承载力,较单粘结锚固技术具有明显优势。     

纤维复合材料加固混凝土结构的研究进展

纤维复合材料（ＦＲＰ）以其轻质、高强、抗腐蚀能力强、耐疲劳、减震性能好等诸多优点被广泛运 用到土木、建筑工程结构加固中。结合国内外复合材料加固混凝土技术的进展,论述了约束混凝土的本 构模型,加固混凝土结构的极限承载力、耐久性、抗震性以及纤维复合材料加固混凝土结构的机理等。 并且阐述了纤维复合材料加固混凝土柱的机理。最后,论述了一种新的可用于碳纤维加固混凝土结构 的粘结材料—聚脲弹性涂层,可以有效改善混凝土柱构件的承载能力、耐久性及抗震性能等。