纤维增强复合材料约束混凝土综述

由于FRP材料具有轻质高强、便于施工、工期短、耐抗腐蚀性强、对原结构的影响小等优点,近年来己广泛应用于混凝土结构的加固、补强等方面。本文简要介绍了纤维增强复合材料FRP加固的特点及优势,研究了FRP约束普通混凝土柱及高强混凝土柱的发展现状及目前存在的问题。纤维增强复合材料(FRP)加固高强混凝土有着广阔的发展前景。     

纤维增强塑料在桥梁加固工程中的应用

交通设施是保证国民经济和社会健康发展的重要基础设施，钢筋混凝土桥梁作为交通设施的重要组成部分，起到至关重要的作用。由于种种原因。部分钢筋混凝土桥梁出现承载力不足，纤维增强塑料（简称FRP）加固钢筋混凝土桥梁结构是一个新兴课题，介绍了FRP加固用材料及技术特点，根据不同的FRP加固工艺，给出了几个典型工程实例，工程应用表明，FRP加固是具有良好发展前景的加固方法。     

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.     

预加荷载及间歇性剥离的FRP加固结构延性增强试验研究

针对FRP加固结构普遍存在脆性强、延性差的问题,提出预加荷载的方法以及间歇性剥离技术来改善FRP加固结构的延性.为了验证上述两种方法协同作用对于结构延性的增强效果,分别对钢试件和钢筋混凝土结构进行了试验,结果表明,与直接张贴法加固的结构相比,采用预加荷载方法及间歇性剥离技术的FRP加固结构,延性增强了20%~30%.     

FRP加固砌体结构的研究与应用

外贴纤维增强高分子聚合物复合材料(FRP)加固技术近年来在砌体结构的修复加固中得到应用.外贴FRP加固技术既适用于墙体局部开裂的加固又适用于墙体承载力不足的加固.介绍了近年来,国内外学者研究、开发和应用FRP材料进行砌体结构加固的试验和理论研究进展,详细介绍了FRP加固砌体结构抗剪、抗震、平面外抗弯性能以及FRP与砌体黏结性能研究进展.研究成果表明,外贴FRP加固可以提高砌体结构的抗剪和平面外抗弯极限承载力,改善结构的抗震性能,避免了由于砖砌体的脆性破坏而导致整体结构的突然破坏.同时介绍了欧洲古建筑采用FRP进行修复加固等FRP加固砌体结构工程应用情况.在总结以往研究成果的基础上提出了有关设计、施工建议,供实际加固改造工程应用参考.     

FRP板加固钢筋混凝土梁的计算探讨

采用纤维增强塑料 (FRP)板对钢筋混凝土构件进行加固是近年来混凝土结构病害防治研究领域的一个新兴方向。该文基于钢筋混凝土结构设计理论中的截面平衡方程和应力应变关系 ,为FRP板加固的钢筋混凝土梁的计算提供了行之有效的理论和方法。以双筋矩形截面梁的计算分析为重点 ,给出了适用于单筋、双筋矩形截面梁和T形截面梁的计算公式 ,较好地反映了梁抗弯加固时正截面受力情况 ,对类似结构的加固设计也提供了有益的参考     

FRP在土木工程结构加固应用中的研究进展

 总结了加强纤维复合材料（FRP）的特点,比较了FRP加固与黏钢加固的异同,对FRP结构加固领域的最新研究成果与工程应用成果进行了系统地综述与分析,指出了FRP结构加固研究与应用中应着重解决的几个关键技术,FRP材料技术、FRP加固设计技术、FRP加固施工技术和FRP检测评价技术。文中还针对FRP结构加固的进一步研究给出了建议和展望,加强FRP加固材料、FRP加固的预应力施工方法、碳纤维加固结构施工方法的研究开发;加快相关加固技术规范的编制;加强混合纤维加固结构以及加固结构的长期性能的研究。研究与应用均表明,FRP用于结构加固具有维修费用少、施工方便、对交通干扰小、结构耐久性能好等特点,必将在未来的结构加固领域占据越来越重要的地位。     

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。     

FRP加固RC梁界面裂缝力学参数有限元分析

由于FRP具有高强质轻和施工便捷的特点,粘贴FRP加固钢筋混凝土梁的技术在桥梁工程领域得到了大量的应用,FRP-混凝土之间粘结界面的力学性能是这一技术的关键问题.文章基于ABAQUS的数值模拟,分析FRP加固RC梁界面的开裂,确定界面裂缝的断裂力学参数及关键因素的影响规律,并据此给出了界面裂缝的应变能释放率和应力强度因子的理论表达式,为FRP加固混凝土结构的技术提供技术支持.     

预应力CFRP加固混凝土柱抗震性能的数值分析

采用预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱,可以提高柱的抗震性能.本文采用有限元分析软件ANSYS,对预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验过程进行了数值模拟分析,提出了分析同类问题的有限元算法,研究了预应力大小对预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,分析了预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱的破坏机理.分析结果表明:随着FRP片材预应力度的增加,被加固柱的滞回曲线趋于饱满,滞回环的外包面积增大,延性增加,其耗能能力和抗震性能显著提高.     

FRP加固钢筋混凝土梁破坏机理的数值试验研究

运用三维真实破裂过程分析RFPA（Realistic Failure Process Analysis）方法，对FRP加固钢筋混凝土梁的破裂过程进行了数值分析。对比分析了钢筋混凝土受弯构件和FRP加固钢筋混凝土受弯构件的裂缝形成过程和破坏模式，从裂缝间距的变化及梁的承载力方面入手探讨FRP对钢筋混凝土梁的加固机理。研究结果表明RFPA数值试验方法为混凝土构件力学性能和破坏机理的研究提供了一种新的分析手段。     

纤维增强复合材料抗剪加固混凝土梁试验研究进展

 基于纤维增强复合材料(FRP)抗剪加固混凝土梁试验研究成果,对3 种不同FRP 抗剪加固方法进行总结。介绍了外贴FRP(EB)、表面嵌入FRP(NSM)抗剪加固方法的试验研究历史和现状,总结了这两种方法的优缺点。重点阐述了截面中部插入FRP(ETS)抗剪加固方法的试验研究进展,提出了加强FRP 抗剪加固混凝土梁试验研究的建议。     

先张后粘FRP的钢筋混凝土构件抗弯能力分析

针对钢筋混凝土结构外贴FRP进行加固时，FRP材料利用率较低的情况，采用对FRP先张拉再粘贴的办法，以提高构件使用阶段的性能、极限承载力和FRP强度利用率。在试验研究基础上，研究先张后粘FRP加固钢筋混凝土受弯构件的各种破坏类型、加固构件有效预应力、消压弯矩和开裂弯矩的计算方法；分析预应力FRP-RC复合截面多种可能的受弯极限应变组合状态，由界限破坏得出界限配纤率和界限弯矩；根据混凝土最大压应变得出FRP拉断相应的不同极限承我力表达式和混凝土压碎破坏时的极限承载力公式。研究结果表明，试验梁极限荷载计算值与实测值较吻合；所得出的抗弯分析方法和计算公式可供内嵌预应力FRP加固设计参考。     

纤维布加固填充墙钢筋混凝土框架的抗震性能水准研究

为研究纤维布（Fiber-Reinforced Polymer, FRP）加固对填充墙钢筋混凝土（RC）框架抗震性能水准的影响,利用数值模拟验证后的有限元建模方法,分别对未加固及FRP加固后的1000个随机结构模型进行了Pushover分析,最终基于各极限状态下层间位移角的统计分析结果,建立了FRP加固前后填充墙RC框架针对不同极限状态的量化划分准则。不同加固方案的分析结果表明：FRP仅加固框架梁、柱对框架轻微破坏状态影响不大,但会大幅度提高框架中等、严重和倒塌破坏的延性水平,且提高幅度随着框架柱包裹FRP层数的增加而增加;FRP仅加固填充墙并不能改善填充墙在轻微和中等状态的延性水平,但可以明显改善填充墙在严重和倒塌状态下的延性水平;FRP同时加固框架和填充墙可以提高各自的延性水平。     

恶劣环境条件下的FRP加固混凝土柱耐久性研究综述

纤维增强复合材料（FRP）近年来已被广泛应用于混凝土结构的补强加固中,其耐久性越来越多的被工程应用人员所关注。在过去的几十年中,FRP加固混凝土柱在结构修复和民用建筑抗震加固中的应用得到了广泛的研究,获得了较多有益的结论。然而,尽管FRP加固混凝土是设计和安全评估中的一个重要问题,但关于暴露在恶劣环境条件下的FRP约束混凝土耐久性的研究结果仍然不足。本文从FRP片材和FRP加固混凝土复合结构两个方面对其在恶劣环境条件下的研究进展进行了总结,以期提高人们对FRP加固混凝土柱耐久性的认识。研究表明：FRP片材具有较高的耐久性,可以用于在各种侵蚀环境中加固混凝土结构;FRP加固混凝土柱使用FRP片材加固后其力学性能显著提高,并且在侵蚀环境中的耐久性也得到了较好的改善。     

预应力FRP加固RC梁的受弯剥离承载力分析

基于纤维增强复合材料(FRP)与混凝土之间界面的粘结-滑移双线性模型,推导了预应力FRP片材加固受弯钢筋混凝土(RC)梁弯曲裂缝间界面的粘结剪应力,考虑了FRP预应力水平和裂缝间距对构件承载力的影响;以界面断裂能所对应的临界滑移量作为剥离判据,建立了界面起始剥离和剥离破坏的预测模型,并进行了实验验证.研究结果表明:利用该模型可以有效地预测受弯FRP片材加固RC梁的剥离状况及剥离破坏时的承载力;FRP的预应力水平越高或裂缝间距越小,加固梁的抗剥离承载力越大.     

FRP片材加固混凝土梁的计算方法

对FRP片材加固混凝土梁的破坏形态、计算方法进行了探讨,并对8根FRP加固混凝土梁的极限承载能力进行了对比分析,理论计算结果与实测值吻合较好.研究表明:粘结FRP布加固混凝土梁承载力和加固时的初始应力水平有关,相同条件下,CFRP片材加固混凝土梁承载力最大;GFRP片材加固混凝土梁承载力最小;混杂纤维加固钢筋混凝土梁的承载力介于二者之间.     

抗剪加固用U形纤维布条带预应力系统设计及试验

针对传统纯粘贴纤维增强复合材料(FRP)抗剪加固钢筋混凝土梁技术中,FRP强度利用率低、端部极易发生剥离和被动受力等问题,自主研发了抗剪加固用U形纤维布条带预应力系统.它由锚固装置、张拉装置和转角圆钢3部分组成.详细给出了各部件尺寸的设计方法和预应力施工工艺.设计制作了适用于2层50mm宽FRP的预应力系统,分别进行了1组直线条带的承载力试验和8组抗剪U形条带的预应力损失试验研究.结果表明:预应力系统能够有效锚固FRP并实现拉断破坏,使其强度利用率最大可达到96.1%;各部件尺寸设计方法是安全可靠的;施工工艺能够在确保FRP两侧应力的均匀性和对称性的基础上施加不同大小的预应力值;预应力系统适用于施加244.84 MPa以上预应力值的抗剪FRP,其长期预应力损失比约为15%.     

FRP与混凝土界面粘结性能的试验研究

纤维(FRP)与混凝土的粘结性能是外贴纤维增强聚合物加固钢筋混凝土结构技术的关键问题.采用修正梁模型,对9个外贴FRP条带加固混凝土受弯构件的粘结性能进行了试验研究.分析了FRP应变、局部粘结剪应力发展规律以及沿粘结长度在各级荷载下的分布规律.考察了混凝土强度和FRP粘结长度对粘结强度等粘结性能的影响.验证了FRP有效粘结长度,探讨了有效粘结长度的影响因素,计算得到了局部粘结剪应力-滑移关系曲线.通过对试验结果的统计回归分析,提出了局部粘结剪应力-滑移本构关系模型以及有效粘结长度计算公式,分析结果与试验结果都吻合较好,可供实际加固改造工程应用及完善相应规范的编制参考.     

FRP筋的特点及其在土木工程中的应用

钢筋锈蚀一直是影响土木工程结构耐久性的一大不利因素.FRP具有耐腐蚀、抗拉强度高、抗剪强度低、比重小以及弹性模量低等特点,可代替普通钢筋以克服锈蚀的影响.目前国内外已对FRP进行了较多的材料特性与结构性能研究,并已将FRP成功地应用于桥梁、水工建筑物、海港码头以及加固工程等.文章主要介绍FRP筋的特点及有关FRP筋在土木工程中的应用情况.