基于拉拔试验的GFRP筋与砂浆粘结性能研究

为了获得玻璃纤维筋与砂浆间的合理粘结性能参数,本文采用室内拉拔试验和数值模拟反演分析相结合的手段开展了相关研究.通过开展不同筋材直径与不同砂浆强度下的筋材拉拔试验,得到了不同工况下的粘结强度-滑移量曲线,探明了筋材直径与砂浆强度对GFRP筋粘结强度的影响规律.基于室内拉拔试验结果,采用有限差分软件FLAC~(3D)模拟再现了GFRP筋拉拔试验,对软件中的粘结性能参数进行了反演分析,修正得到了GFRP筋灌浆体刚度和黏聚强度的计算公式.研究结果表明:GFRP筋与砂浆间的粘结强度与筋材直径成负相关,与砂浆强度成正相关;在缺乏筋材拉拔试验数据时,纤维筋锚杆极限粘结强度宜取灌浆体抗压强度的五分之一,以求得灌浆体黏聚强度;纤维筋锚杆灌浆体刚度可采用普通钢筋锚杆灌浆体刚度计算公式获取,但应乘以位于(1/10, 1/15]区间内的折减系数.     

GFRP锚杆锚固特性研究

通过玻璃纤维增强塑料（GFRP）锚杆与水泥砂浆之间的粘结强度试验,研究了GFRP锚杆的锚固特性．包括不同强度等级砂浆对粘结强度的影响和GFRP锚杆直径对锚杆拉拔性能的影响．采用理论分析方法,研究了GFRP锚杆表面沿锚固长度方向的应力分布,获得了锚杆轴力和粘结应力沿杆长的分布规律．并采用数值模拟方法对结果进行了验证．     

碳纤维布加固对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

正确评估FRP(Fiber Reinforced Polymer)加固对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响是确定FRP加固效果的重要问题之一.本文采用外加电流加速腐蚀法对96个预埋钢筋的试件进行腐蚀,腐蚀完成后横向包裹2层单向碳纤维布;通过拉拔试验研究了碳纤维布加固、钢筋种类、保护层厚度及腐蚀率对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响规律,探讨了拉拔破坏机理.研究表明:(1)碳纤维布约束使螺纹钢筋试件破坏模式由混凝土劈裂破坏转变为钢筋拔出破坏;(2)钢筋种类、保护层厚度是影响钢筋峰值粘结强度的主要因素,螺纹钢筋试件的峰值粘结强度约为光圆钢筋的2倍;(3)当实际腐蚀率小于5%时,碳纤维布约束对提高钢筋峰值粘结强度作用较小,腐蚀试件峰值粘结强度与未腐蚀试件峰值粘结强度之比(简称比峰值粘结强度)提高约5%—7%,但碳纤维布约束使拉拔全曲线下降段变得平缓,粘结应力维持在较高的水平;(4)当实际腐蚀率大于5%时,腐蚀试件的峰值粘结强度随着腐蚀率增大逐步降低.     

喷射GFRP抗压加固砖砌体的受压承载力分析

采用喷射短切玻璃纤维增强聚合物(GFRP)的方法对砖砌体受压标准试件进行抗压加固,通过对砖砌体轴心受压试件和偏心受压试件的抗压加载试验,探讨了该加固方法对砖砌体受压破坏形态、极限承载力和极限变形能力的影响,并研究了喷射加固层厚度、短切玻璃纤维长度以及加铺玻璃纤维粗网格布对砌体受压加固效果的影响.结果表明:喷射GFRP加...     

喷射GFRP加固开窗洞砌体墙抗震性能试验研究

通过3片砌体墙试件的水平低周往复加载抗震试验,研究喷射玻璃纤维聚合物加固和粘贴碳纤维布加固开窗洞无筋砌体墙的抗震性能.通过分析各墙片的破坏形态、抗震抗剪承载力、滞回特性、刚度退化及耗能能力,比较2种不同的纤维增强聚合物加固方案对开窗洞砌体墙片的抗震加固效果.试验结果表明,采用喷射玻璃纤维聚合物加固试件的极限承载力、延性系数和耗能系数较未加固试件分别提高223.8%,125.4%和5.6%,其抗剪承载力提高幅度、对抗震性能的改善以及保障洞口安全方面均优于粘贴碳纤维布加固方法;喷射玻璃纤维聚合物加固层可以与砌体有效粘结,协同工作,发挥显著的抗震加固效应.     

极地低温下GFRP管-混凝土短柱循环轴压性能

为了推广GFRP管-混凝土柱在极地基础设施建设中的应用，开展了14个GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的轴压试验，主要研究参数为温度和GFRP管的径厚比．试验结果包括试验现象与破坏模式、荷载-应变曲线、塑性应变、刚度退化和耗能能力等．试验结果表明：所有试件破坏模式均为GFRP管环向撕裂，发生脆性破坏；单调加载下组合柱的荷载-应变曲线与循环加载下组合柱的荷载-应变曲线的包络线基本吻合，但循环荷载作用下组合柱的极限荷载和峰值应变略低于单调荷载作用下的组合柱；随着温度的降低，组合柱的极限荷载逐渐增大，峰值应变逐渐减小；循环荷载作用下，GFRP管-混凝土短柱的塑性应变与卸载点应变呈线性关系，且温度影响不大，混凝土强度是影响两者关系的主要因素；随着竖向应变的增大，GFRP管-混凝土短柱的刚度逐渐降低，且降低速率逐渐减小；GFRP管-混凝土短柱的等效黏滞阻尼系数逐渐增大，且增大速率逐渐降低．综合以上分析，采用“最远点”法确定GFRP管-混凝土短柱的名义屈服点，并提出了GFRP管-混凝土短柱在低温下的设计方法和设计流程，分别从强度、变形和GFRP管利用率3个角度来衡量试件设计的安全储备，为GFR...     

ECC嵌缝加固砖砌体的剪切性能试验研究

采用工程水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composite，ECC）沿水平灰缝对砖砌墙体进行嵌缝加固，几乎不改变其外观，符合文物建筑修旧如旧原则.为研究ECC水平嵌缝加固砖砌体的剪切性能，以聚乙烯纤维（PE）、聚乙烯醇纤维（PVA）和混杂纤维（PVA与PE）等不同纤维类型、PE纤维掺量、嵌缝间距和单双面加固为变量，开展砖砌体在剪压作用下的对角剪切试验.对比分析ECC加固砖砌体墙的破坏模式、荷载-位移曲线、剪切强度和延性，探究ECC与砖砌体的协同工作性能. 试验结果表明：ECC水平嵌缝加固减缓了砖砌体内部裂缝的开展，提升了试件的抗剪承载力和破坏时的整体性，加固试件的抗剪强度最大提升了44.5%，加固面的最大抗剪刚度约为未加固面的5倍.     

FRP与烧结普通砖粘结性能的试验

通过63块烧结普通砖与碳纤维布(CFRP)、玻璃纤维布(GFRP)的单面剪切试验,分析纤维增强复合材料(FRP)与烧结普通砖粘结破坏的全过程及破坏特征.研究普通烧结砖的抗压强度、FRP种类、FRP粘结长度、粘结树脂、FRP粘贴层数等对极限粘结荷载的影响.结果表明,极限粘结荷载与FRP粘结长度有关,当粘结长度超过一定长度后,极限粘强度增加缓慢或不再增加.烧结普通砖强度对极限粘结荷载有一定影响,极限粘结荷载随着烧结普通砖抗压强度的增大而增大;当砖的抗压强度超过27 MPa时,极限粘结荷载增大幅度变小.粘结树脂的种类对极限粘结荷载有一定的影响,特别是底层树脂对极限粘结荷载有一定的提高作用.从试验结果来看,采用"小西"树脂试件的极限粘结荷载大于采用"Lica"树脂试件的极限粘结荷载.FRP的种类影响着极限粘结荷载,CFRP与烧结普通砖的极限粘结荷载高于GFRP与烧结普通砖的极限粘结荷载.     

承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的抗剪性能

为研究承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的抗剪性能,采用3种块型的砌块制作了砌体抗剪试件.每种块型的砌块试件均以3种砂浆强度为变量.首先对试件进行了静力剪切加载试验,观察试验现象,记录剪切破坏荷载.然后分析了影响砌体抗剪强度的主要因素,并和其他混凝土砌块砌体抗剪强度的试验结果以及规范计算值进行了对比.最后提出了考虑有效黏结面积计算混凝土砌块砌体抗剪强度的方法.研究结果表明:承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的剪切破坏均为砂浆与混凝土砌块接触面的黏结剪切破坏.计算砌体抗剪强度时,应采用砂浆与砌块接触面的有效黏结面积;在此基础上,提出了承重型横孔连锁混凝土砌块砌体抗剪强度的计算方法,该方法不但可以准确计算该砌块砌体的抗剪强度,而且可以计算其他类型混凝土砌块砌体基于黏结剪切破坏的抗剪强度.     

喷射GFRP抗震加固开门洞砌体墙试验研究

通过3片砌体墙试件在低周期水平往复荷载下的抗震试验,研究喷射玻璃纤维聚合物（GFRP）加固和碳纤维布加固对开门洞无筋砌体墙片抗震性能的影响,从加固墙片的破坏形态、抗震抗剪承载力、滞回特性、刚度退化及耗能能力等方面比较了2种不同加固方案对开门洞砌体墙片的抗震加固效果.试验结果表明：采用喷射玻璃纤维聚合物加固试件的极限承载...     

柱截面形状对纤维布约束混凝土柱加固效果的影响

采用ANSYS对不同截面形状的纤维布约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能进行了非线性数值分析,研究了纤维布约束钢筋混凝土不同截面形状柱的破坏形态和受力机理,结果表明:截面形状对加固柱的加固性能有明显影响,在实际工程中柱截面形状宜优先选用倒圆角截面。     

基于修正的FRP本构关系研究综述

基于国内外大量理论与试验研究的基础上,通过修正已有文献中提供的碳纤维应力应变计算模型,进一步研究碳纤维增强复合材料fiber reinforced polymer(FRP)约束混凝土的特点,指出FRP约束混凝土的极限应力和应变主要与FRP横向约束强度、纤维的类型、纵向与横向约束包裹方式、矩形截面的转角、所用结构构件等参数有关并提出相应的模型计算公式,上述所采用的计算方法较为简单且全面综合考虑了各参数对模型曲线的影响。最后比较确定FRP约束构件的应力应变模型,表明模型四在一定的条件下能够很好的应用于工程实际中,为指导结构工程师在进行结构构造加固时考虑结FRP的约束性能具有重要的指导作用和工程价值。     

FRP片材加固梁的剪应力分析

目前关于FRP片材加固梁的界面剪应力研究大都假定FRP片材与混凝土梁之间的粘结是完全的,且粘结胶的厚度都是均匀的。实际中,混凝土梁与FRP片材界面的胶有不均匀性和非连续性性质,已有的关于界面粘结剪应力分布的成果和粘结破坏模式成果不能完全反映这种情况下FRP片材加固梁的性能。考虑混凝土受压的非线性性能和钢筋对梁的作用后,推导了FRP片材下加固梁粘结部位的剪应力通用计算公式,并将计算结果与有限元分析相比较,结果表明两者的吻合程度良好。     

FRP筋及其增强砼的耐久性与寿命预测

讨论了一种新型纤维增强聚合物筋(FRP筋)的制备方法、性能特点、耐久性影响因素及性能劣化机理,分析研究了当前国外FRP筋及其增强砼的耐久性试验、耐久性设计及寿命预测方法,提出了目前FRP筋及其增强砼耐久性及寿命预测研究中存在的问题和改进的研究方法及思路,为我国开展FRP筋增强砼的耐久性研究和建立相应的寿命预测模型提供参考.     

外贴FRP加固钢筋混凝土梁用量显式设计方法

对外贴FRP（纤维增强复合材料）加固钢筋混凝土梁抗弯极限承载力的求解问题，ACI440F规范及我国CECS146：2003规程都给出了相应的求解公式，但均为验算形式．这在面向设计，即计算给定目标承载力下的FRP用量时，并不方便．针对矩形截面形式，通过引入原构件配筋特征参数和FRP配筋特征参数，推导出量纲-形式的弯矩增量与参数之间的关系表达式，并给出显式求解FRP用量的计算方法．在此基础上，进一步通过定义截面形状系数，将这一显式求解方法推广至T形及更为一般性的截面形式．     

纤维增强塑料(FRP)在桥梁建设中的应用现状

近年来,FRP由于其优良的材料性能,在桥梁结构中得到了广泛应用,相关研究亦取得了丰硕成果.文中对FRP构件、FRP加筋混凝土、FRP维修和加固以及FRP在新建桥梁结构中的应用这四个方面进行了分类比较与总结.最后回顾了目前FRP应用规范和规程,指出了有待进一步解决的问题.     

FRP材料加固工程设计原理及研究

从FRP复合材料加固施工原理及设计方法研究入手.依据限制状态设计原则,提出FRP材料在不同环境下的加固抗拉性能计算公式,并通过算例验证了该公式.为实际工程提出理论依据和施工建议.     

玻璃钢防渗渠道的研制

在分析比较玻璃钢材料良好的防渗、力学、耐腐蚀和抗微生物性能的基础上，研制了采用玻璃钢材料制作防渗渠道的新工艺，探讨了玻璃渠道的最佳断面、适宜配方和成型工艺，开发了玻璃钢防渗渠道的现场铺装技术，全面分析了玻璃钢防渗渠道的优越性。结果表明，玻璃钢防渗渠道每千米输水损失小于千分之一，使用寿命可达20年，与混凝土渠相比过流能力提高50％，节省投资10％－20％，减少占地1／3。     

不同种类FRP加固混凝土梁加固效果试验研究

选取6根不同种类的纤维布(FRP)加固的钢筋混凝土试验梁进行研究,分析对比了用玄武岩纤维布(BFRP)、碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)加固的钢筋混凝土梁的不同加固效果,讨论了初始预损伤及不同U形箍筋的布置方式对纤维布加固效果的影响;通过试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度及纤维布应变等参数,对粘贴纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能及破坏特征进行了分析.对比研究结果表明碳纤维布加固梁的承载力和延性提高最大,玄武岩纤维布用于加固的性价比最优,初始预损伤对加固效果影响不大,而沿全梁横向布置U形锚固形式并不能有效发挥纤维布的抗拉性能.     

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。