浅析FRP约束混凝土深梁的抗剪性能研究

基于深梁与FRP抗剪加固深梁的研究现状,进行较为系统的归纳与总结,并在此基础上介绍对FRP约束混凝土深梁的抗剪性能研究趋势。     

FRP钢骨混凝土梁抗剪性能

对FRP布加固钢骨混凝土梁斜截面受力特点进行研究,在对已有FRP抗剪加固的相关文献分析的基础上,提出了修正的FRP钢骨混凝土梁的斜截面抗剪承载力计算公式,并通过实验数据验证其正确性．     

内嵌FRP筋加固混凝土梁的抗剪性能研究

目的探究内嵌FRP筋加固混凝土梁的抗剪性能和剪切延性性能,建立加固梁的抗剪承载力计算公式,为加固梁抗剪加固的应用提供理论依据.方法对7根内嵌FRP筋加固混凝土梁和2根对比梁进行抗剪性能试验,分析其破坏模式;研究其荷载-挠度关系曲线、荷载-FRP筋、箍筋应变关系曲线,分析斜截面应力重分布现象以及剪切延性性能;基于拱形桁架模型,引入关键系数,建立加固梁的受剪承载力计算公式.结果加固梁的抗剪承载力提高了近30%;发生剪切破坏各加固梁的剪切延性系数与对比梁BS2剪切延性系数相比的平均比值为1.167,剪切延性有所改善;加固梁斜截面出现了2次应力重分布,分别是斜裂缝出现时和箍筋屈服时;将已有文献剪切破坏加固梁的抗剪承载力试验值与笔者建立的加固梁抗剪计算公式的计算值进行对比,吻合较好.结论内嵌FRP筋加固技术能够提高梁的整体刚度和抗剪承载力,有效地延缓斜裂缝的开展,减小斜裂缝的宽度,提高混凝土骨料间的咬合作用,从而改善加固构件的受力情况及变形能力.     

侧面黏贴纤维复合材料的抗剪加固梁破坏机理

侧面黏贴纤维复合材料(简称FRP)可以提高钢筋混凝土梁的抗剪能力,一些学者在这方面做了大量的试验研究并提出了抗剪计算公式,但由于FRP抗剪破坏的机理比较复杂,没有深入探讨FRP抗剪破坏的机理过程.本研究建立了侧面黏贴FRP加固钢筋混凝土梁的力学模型,在界面黏结层的双线性本构关系中考虑了卸载过程,得到了预测FRP整个破坏过程的精确解,以及界面层剪应力分布的表达式.最后分析了侧面黏贴FRP的抗剪贡献,并画出了FRP抗剪贡献与裂缝宽度大小的关系曲线.     

碳纤维布抗剪加固混凝土梁承载力计算

本文通过端部有可靠锚固措施的碳纤维布(CFRP)抗剪加固混凝土梁试验研究数据,结合国内外相关试验研究,分析了CFRP抗剪加固混凝土梁的抗剪机理。针对CFRP拉断破坏模式,提出了相应的极限承载力计算公式,将理论值与试验值进行了比较,结果吻合良好,并进一步给出了相应的设计建议。     

高强钢铰线网—聚合灰浆加固梁斜截面承载力计算方法研究

对采用"高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆"受剪加固梁的斜截面承载力的计算方法进行探讨。文通过对混凝土梁及其加固梁试验结果的对比分析发现:按《规范》(GB10050-2002)计算加固梁的抗剪承载力安全余度比未加固梁的安全余度小得多,其主要原因是加固体中采用的钢铰线箍筋的强度过高,得不到充分利用;其次是由于加固体混凝土与原梁体混凝土受力和变形的不同步。因此文对抗剪加固梁的抗剪承载力计算公式进行了修正:限制加固体内箍筋的设计强度,折减加固体混凝土的抗剪承载力。从修正公式计算值与试验结果的比较看,修正后加固梁承载力的安全余度与未加固混凝土梁基本接近。     

FRP筋混凝土梁的抗剪承载力

利用《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608—2010)建议的纤维增强复合(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土梁受剪承载力计算公式,分析了收集到的171根FRP筋试验梁(包括无箍筋梁和配FRP箍筋梁)的抗剪承载力.对比了各梁抗剪承载力的计算值与试验值发现,《规范》推荐的方法过于保守.为此,采用灰度关联法分析了影响FRP筋试验梁受剪承载力的主要因素.结果表明,截面有效高度对受剪承载力影响最大,其次分别为纵筋配筋率、混凝土抗压强度和剪跨比.据此分析了《规范》公式存在对截面有效高度估计不足、未考虑剪跨比影响等缺陷,并在此基础上对《规范》公式进行了相应修正.利用上述171根梁的试验数据验证了修正后的抗剪承载力计算公式的合理性.结果表明:对于无箍筋梁,修正前后试验值与理论值之比的均值由4.78变为1.49;而配FRP箍筋梁的均值则由2.18变为1.40.     

CFRP加固高强钢筋混凝土梁抗剪承载力计算

为深入探讨高强混凝土结构用碳纤维布(简称CFRP)增强系列问题,对基于碳纤维布拉断的高强钢筋混凝土加固梁进行了抗剪性能试验研究,考虑了加固量、加固形式、剪跨比、预损伤程度、配箍率等参数的影响.试验结果表明,经碳纤维布加固的高强混凝土梁抗剪承载力提高较多,加固效果明显;预损伤对加固梁的抗剪承载力影响不大;剪跨比、加固量综合起来影响着碳纤维布的受力程度,从而影响到碳纤维布的有效应变,最终决定了试验梁的抗剪承载力.基于有效应变模型,提出了与试验结果相吻合的碳纤维布抗剪承载力计算方法,并结合我国碳纤维布加固混凝土结构规程,提出了高强钢筋混凝土梁用碳纤维布进行抗剪加固的设计方法.     

FRP加固混凝土梁剪弯段的剥离应力分析

为更有效地分析外贴纤维复合材料(FRP)片材加固混凝土梁剪弯段的剥离应力问题,提出了避开对整根加固梁进行有限元分析的困难,取加固梁两弯剪裂缝间梁段作为空间非线性有限元计算模型的思路,并用圣维南原理和数值模拟方法说明该简单模型的合理性和可靠性.并基于此模型,以FRP应力、剪跨比、FRP-混凝土粘结滑移本构关系、FRP层数...     

FRP片材加固混凝土梁的内力分析

FRP片材加固混凝土梁的内力分析是工程中的重要问题。对FRP片材加固混凝土梁的内力分析采用了一种比较方便而且有效的方法—链杆法。计算了在均布荷载和集中荷载下,不同长度的FRP片材对混凝土梁内力的影响,得出了FRP片材的有效粘结长度。通过其他试验结果进行对比分析,验证了由链杆法求得的有效粘结长度的合理性。     

纤维增强复合材料在土木工程中的应用与发展

FRP(纤维增强复合材料)作为一种新型高性能的复合材料,在不同领域的应用越来越广泛,近些年来国内外的有关专家学者针对FRP在土木工程领域的应用进行了大量的研究和实践,并取得了突破性的进展。本文主要介绍了土木工程中常用的FRP形式和性能,分析了其优点和不足,并介绍了FRP筋及FRP筋混凝土结构、FRP-混凝土-钢组合柱、FRP加固结构、FRP结构及FRP组合结构研究进展,以促进FRP在我国土木工程领域的推广应用。     

纤维增强聚合物加固带裂缝圆截面木梁的弯曲

对具有纵向贯穿裂缝圆截面木梁全贴纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer, FRP) 布的弯曲加固效果进行了研究. 在组合梁小挠度变形的假定下, 建立了全贴FRP 布加固带纵向贯穿裂缝圆截面木梁弯曲变形的控制方程, 研究了自由端集中载荷作用下FRP 布加固圆木梁的弯曲行为, 并得到了问题的解析解, 分析了FRP 布模量和厚度、梁长细比以及裂缝宽度等因素对FRP 布加固木梁弯曲变形的影响. 数值结果表明, FRP 布加固木梁自由端挠度随FRP 布厚度、弹性模量和剪切模量的增加而减少, 且当FRP 布厚度和弹性模量增加到一定值时, 继续增加其厚度和弹性模量对圆木梁的加固作用已不明显; FRP 布的剪切模量对短粗木梁挠度的影响较大, 且当剪切模量较大时, FRP 布加固可完全消除裂缝因素的影响.     

外贴纤维加固梁抗剪承载力计算方法分析

在综合分析国际上关于外贴纤维加固混凝土梁斜截面抗剪承载力计算方法现状的基础上，分析了斜截面外贴材料应变（应力）分布特征，外贴材料与混凝土的最大粘结传力长度和产生梁侧剥离破坏时的最大纤维应变的影响因素，采用与在钢筋混凝土梁中钢筋对抗剪承载力贡献计算模式相似的表达方法，建立了外贴脆性材料对斜截面抗剪承载力贡献的计算模式，在该模式中，分别对外贴封闭纤维箍加固件产生纤维拉断破坏和梁侧纤维剥离破坏时相应承载力进行了分析。     

纤维布加固无粘结预应力梁抗弯试验研究

通过试验对纤维布加固无粘结预应力梁的破坏形态、受力性能、截面应变分布以及挠度变化等进行了研究,主要讨论了加固梁在不同纤维布加固层数、不同加固前预损伤作用和不同加固纤维材料下的性能．试验结果表明：通过粘贴芳纶纤维布、碳纤维布材料都可以有效地提高无粘结预应力梁的受弯极限承载力;当采用多层纤维布加固时,加固梁的受弯极限承载力提高幅度与粘贴纤维布层数的增加呈单调递减的规律;加固前,施加20％、40％对比梁极限承载力预损伤对加固性能影响不大;同层数纤维布加固,芳纶纤维布与碳纤维布加固梁的受力效果相似,受弯极限承载力相近,裂缝开展和刚度变化存在差异．在试验研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS进行了模拟计算研究,模拟结果表明,ABAQUS可以真实反映纤维布加固无粘结预应力梁的整个受力过程,模拟值与试验值吻合较好．最后根据试验以及数学模拟中反映出的规律,建立了纤维布加固无粘结预应力梁极限抗弯承载力的实用理论公式,理论计算结果与试验结果符合较好．     

条形基础下竖向布置FRP板材地基试验研究

与传统加筋材料相比,FRP材料具有高强度和良好耐久性优势,因此它更适于用作加筋材料。完成了纯砂和5种竖向加筋方式的加筋地基模型试验,对比了不同加筋方式对地基承载力和地基沉降的影响,分析了每种加筋方式下FRP的应变及土压力的变化规律,据此探讨了FRP筋材的加筋机理。试验结果表明,不设横筋的加筋地基的加筋效果很小,加设横筋的竖向加筋地基的加筋效果明显,横筋、竖板高度、竖板间距对加筋效果的影响明显,地基的破坏模式均为土体剪切破坏,加筋存在深基础和扩散层两种机理。     

钢筋与 FRP 筋混杂配筋混凝土梁的抗弯性能

为了在试验基础上研究钢筋与纤维增强复合材料(fibre reinforced plastic, FRP)筋混杂配筋梁的抗弯性能, 运用有限元软件 ABAQUS 对已有混杂 FRP 筋试验梁进行建模和非线性分析, 研究了 FRP 筋种类、混凝土强度、等效配筋率等因素的影响. 基于有限元结果拟合出了适筋破坏时混杂 FRP 筋梁的 FRP 筋应力表达式和承载力计算公式, 并运用已有试验数据验证其正确性. 结果表明: 等效配筋率对混杂 FRP 筋梁的承载能力和变形性能影响最为显著, 其次为 FRP 筋种类; 混凝土强度对承载力有一定的影响, 但对刚度影响较为有限;     

采用闭合预应力钢丝绳-聚合物砂浆加固RC框架节点技术研究

首先评述目前国内外有关RC框架节点加固技术研究现状,指出现有节点加固方法存在的问题.在前期研究成果的基础上,提出采用闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点的新技术,对该技术的基本思想、施工过程和技术优势进行详细阐述.为验证该加固方法的有效性,开展闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验,试验结果表明预应力钢丝绳加固RC框架节点可有效提高梁柱节点核心区受剪承载力,加固试件由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏.     

FRP增强胶合木梁的粘结剪应力分析

基于线弹性理论推导出了几种常见荷载作用下构件的界面粘结剪应力的计算公式，并与有限元方法进行了对比，结果表明两种方法计算结果吻合较好．研究发现最大粘结剪应力的主要影响因素有：FLIP与胶合木间的弹性模量比值、FRP的配筋率、受拉面层单板的相对高度以及粘结界面的胶层厚度等，因此在设计此类结构构件时应适当选取这些参数．计算理论具有较好的精度，可用于FRP增强胶合木梁的设计计算与粘结剪应力分析。     

FRP加固混凝土结构的疲劳性能研究进展

纤维增强材料(FRP)具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,运用于土木工程加固领域。总结了FRP预应力与非预应力加固钢筋混凝土结构在疲劳荷载作用下的力学特性和加固效果;界面在疲劳荷载作用下性能变化的研究方法和有关结论和分析,指出了疲劳性能研究的关键在界面,因此需要做更精细的研究。