CFRP/GFRP层间混杂约束混凝土圆柱强度和延性性能试验研究

设计了不同铺层方式、铺层厚度的CFRP/GFRP约束混凝土圆柱,采用单轴压缩试验研究约束柱的强度和延性性能,给出了约束柱的强度公式。研究表明,CFRP/GFRP约束混凝土柱改变了单一FRP约束混凝土柱破坏时的脆性特征,约束柱的强度和延性显著改善。     

基于层次分析法的粘贴C/GFRP加固效果综合评价

对底部平贴不同层数(1层、2层、3层)CFRP或GFRP的钢筋混凝土简支梁进行单点加载试验,研究了这2种纤维材料对钢筋混凝土梁的加固效果。结果表明:粘贴CFRP加固与粘贴GFRP加固相比,前者的开裂荷载和极限承载力均大于后者,因此前者加固的构件具有更大的安全储备;二者加固梁的裂缝分布形态、最终破坏状况基本相同;粘贴层数相同时,前者加固的梁刚度表现要优于后者,后者则延性表现更佳且具有更好的经济性。利用层次分析法评价原理中多规则决策问题的基本思路,通过建立2级评价指标体系对上述试验结论进行综合评价,以评价2种FRP粘贴加固的综合效果,评价结果表明:CFRP综合表现更优。     

有黏结预应力CFRP筋混凝土梁试验及非线性分析

通过6根梁试件的单调加载静力试验,对有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力、位移延性以及变形特性等进行了较系统的研究,并利用ANSYS软件对试验梁进行了非线性有限元分析。研究结果表明:有黏结预应力CFRP筋混凝土梁受力性能良好,具有较大的位移延性和变形能力;按配筋率的不同,梁试件的破坏模式分为受拉破坏和受压破坏2种;随着配筋率的增大和张拉控制应力的提高,有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的位移延性有所降低;和非预应力配筋为钢筋的梁试件相比,非预应力配筋为玻璃纤维塑料(GFRP)筋的梁试件的位移延性和变形能力稍低;典型试件的有限元计算值和试验值吻合良好。     

配置纤维增强筋的钢-UHPC组合桥面板抗弯性能试验研究

为提升钢-UHPC组合桥面板的结构性能，考虑采用纤维增强筋替代UHPC中的钢筋。为研究配置纤维增强筋的钢-UHPC组合桥面板的弯曲抗裂性能，寻求合理的纤维增强筋，设计、制作4组钢-UHPC组合桥面板试件(抗裂筋分别采用钢筋、CFRP筋、GFRP筋和BFRP筋，每组2个),开展弯曲试验，以钢筋试件为参照，对比3类纤维增强筋试件的挠度、应变和裂缝发展规律。结果表明：各类试件的荷载～挠度曲线、荷载～应变曲线和荷载～最大裂缝宽度曲线的发展均与抗裂筋的力学性能密切相关；抗裂筋的弹性模量决定了钢-UHPC组合桥面板试件的抗弯刚度和裂缝控制能力，CFRP筋具有与钢筋相当的弹性模量，故其抗弯刚度大、裂缝控制能力强，而GFRP筋和BFRP筋弹性模量显著小于钢筋，故其裂缝控制能力较差；抗裂筋的抗拉强度决定了钢-UHPC组合桥面板试件的抗弯承载力，3类纤维增强筋的抗拉强度均高于钢筋，故其极限承载力均高于钢筋试件。为确保钢-UHPC组合桥面板的抗裂性能，建议必要时采用CFRP筋替代钢筋。     

多马刀具公司

随着科技的不断发展,纤维增强复合材料（FRP）得到了越来越多的应用。最常见的就是碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）.复合材料的主要优点是其优异的强度重量比、杰出的耐腐蚀性、能加工成较为复杂的形状、可得到极好的空气动力学表面等。除此之外,改变纤维的结构和树脂的配比,还能获得拥有特定机械性能的复合材料。     

基于ANSYS的外贴预应力GFRP板加固混凝土梁数值模拟

运用ANSYS有限元软件建立预应力玻璃纤维增强塑料GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)板粘贴加固钢筋混凝土梁有限元模型,解决了预应力GFRP加固混凝土梁非线性数值求解难以收敛的问题。通过数值模拟分析得到的有限元分析结果与试验结果非常吻合,表明ANSYS有限元分析软件对预应力GFRP板加固混凝土梁进行数值模拟分析的准确性。     

GFRP管桩与钢管桩的承载性能模型试验研究

为掌握GFRP管桩的竖向承载性能，进行了泥炭质土条件下GFRP管桩静载荷模型试验研究，对桩侧摩阻力和端阻力分布进行分析。结果表明:GFRP管桩的极限承载力较同等尺寸的钢管桩稍大，同时桩顶沉降也稍大；由于GFRP管桩桩身较大的压缩变形量使得桩身下部桩土相对位移较小，相应的侧摩阻力得不到充分发挥；GFRP管桩的端阻力基本可以忽略不计，不宜作为端承桩使用；GFRP管桩作为承重桩使用的关键是减小桩身压缩变形量。     

拉挤成型GFRP组合桥面设计研究

对拉挤成型GFRP桥面板各项宏观力学性能进行分析,探讨将其等效为总体正交异性板的各个等效力学参数的取值,并通过有限元数值模拟对等效方法进行验证。对于GFRP组合桥面系统,通过对不同边界条件进行分析,确定了其计算模式。最后,提出刚度控制设计时拉挤成型GFRP组合桥面在横GFRP简支组合梁桥轴线方向上的设计挠度标准及此类桥面系统的设计方法。     

悬索桥鞍座处CFRP主缆抗弯性能研究

首先通过对鞍座处CFRP丝的力学性能分析,建立了CFRP丝弯曲强度计算理论,利用理论公式分析了CFRP丝直径和弯曲半径对弯曲强度的影响,并对CFRP丝临界弯曲半径作出推算;接着对CFRP丝在鞍座处的抗弯性能进行了模型试验研究,实测了3种弯曲半径对应的弯曲极限拉力;最后对理论分析结果和试验实测结果作了对比。研究结果表明:CFRP丝在大跨悬索桥鞍座处的弯曲张拉效率超过90%;CFRP主缆弯曲强度计算值与实测值吻合较好;当弯曲半径一定时,弯曲强度随着CFRP丝直径的增大而线性减少,当CFRP丝直径一定时,弯曲强度随着弯曲半径的增大而非线性增加,CFRP丝临界弯曲半径随着CFRP丝直径的增大而线性增加;CFRP丝在鞍槽上的包角对弯曲极限拉力没有影响。     

大跨径CFRP缆索悬索桥的静力特性的模拟分析

对大跨径碳纤维增强聚合CFRP缆索和钢缆索悬索桥的静力特性进行理论对比分析,从理论的角度探索CFRP缆索应用于大跨径桥梁的优点.采用有限元建模对比分析了CFRP/钢缆索悬索承载效率,说明CFRP缆索更适合用于超大跨径悬索桥,随着跨径的增大,CFRP缆索的优点就越明显;对比分析了恒荷载作用下,CFRP缆索主缆最大拉力、锚...     

砂浆锚固GFRP锚杆的粘结滑移机理

随着GFRP锚杆材料在工程中的逐渐应用,GFRP锚杆的粘结性能及工作性能也渐渐引起工程人员的重视。现有GFRP筋材的粘结性能研究多集中在小直径筋材、高强度锚固剂和较小锚固长度条件下进行,这与岩土锚固工程的实际情况不太相符。本文研究了大直径锚杆、低强度锚固剂和较长锚固长度情况下GFRP锚杆的粘结-滑移特性和其工作机理。发现GFRP锚杆的粘结-滑移曲线与钢锚杆存在差异并对差异的原因进行了分析。同时对锚杆直径、锚固剂强度及锚固长度对粘结-滑移曲线的影响进行了分析。对比现有粘结滑移模型的特点,基于试验结果建立了砂浆锚固全螺纹GFRP锚杆的粘结-滑移模型,模型与实际锚杆工作吻合较好。     

GFRP锚杆在边坡支护中的应用研究

玻璃纤维增强塑料（简称GFRP）锚杆是一种新型的复合材料。文中通过现场拉拔试验、边坡监测以及工程经济性分析,进行GFRP锚杆在边坡支护中的应用研究。实践证明,采用GFRP锚杆对地质条件复杂、岩体破碎的红砂岩边坡进行支护是可行的,GFRP锚杆具有推广应用价值和广阔的发展前景。     

水泥混凝土路面GFRP传力杆的优化设计

提出了水泥混凝土路面荷载传递效率新指标,给出了荷载传递效率η的定义,并以此系数作为评价GFRP传力杆传荷性能的标准。探讨了不同的纤维体积含量对各向异性GFRP传力杆等效三维模量的影响。采用Abaqus有限元软件,建立GFRP传力杆在车轮荷载作用下的全路面模型,首次从微观角度分析GFRP传力杆在不同纤维缠绕角度和纤维体积含量下对路面弯沉量、混凝土传力杆界面的最大拉、压应力以及单根传力杆传递的最大剪力值的影响,并给出了GFRP传力杆的纤维缠绕角度和纤维体积含量较优值。结果表明:在标准轴载作用下,GFRP传力杆较优的纤维缠绕角度为45°,较优的纤维体积含量为0.65。     

GFRP筋混凝土板疲劳损伤分析

通过5个长为1600mm、截面尺寸为450mm×100mm的GFRP筋混凝土板进行试验,其中1个板进行静力加载试验,另外4个板进行疲劳加载试验,研究了应力比对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋混凝土板疲劳性能的影响,并在此基础上,基于Palmgren-Miner和Carten-Dolan两种理论,进行了GFRP筋混凝土板正截面疲劳损伤理论分析。结果表明,与Palmgren-Miner理论分析结果相比,Carten-Dolan理论对GFRP筋混凝土板疲劳寿命的预测结果更接近于试验结果并偏于保守。     

FRP管混凝土悬带拱桥试设计研究

FRP管轻质高强、耐久性好、易于维护,为了解FRP管应用于悬带拱桥体系时,桥梁的力学性能,以某大学中轴线景观人行桥——钢管混凝土悬带拱桥为背景,进行FRP管和混凝土的组合结构替代钢管混凝土结构的试设计研究。FRP种类较多,试设计时将拱肋调整为GFRP圆管混凝土,吊杆更换为GFRP变截面矩形方管,横梁更换为GFRP圆管混凝土,2条悬带增加为3条,悬带更换为可更换式的CFRP索。采用有限元软件建立试设计桥有限元模型,对试设计桥静力性能、弹性稳定性及自振频率进行验算,并比较不同阶段下FRP管混凝土悬带拱桥与钢管混凝土悬带拱桥静力性能。研究结果表明:FRP管混凝土悬带拱桥的静力性能和动力性能均可满足国内外现行的规范要求,FRP管混凝土悬带拱桥在施工阶段和正常使用阶段的内力均小于钢管混凝土悬带拱桥的内力。     

碳纤维加固桥梁应用研究

通过对碳纤维的物理力学性能和碳纤维增强塑料（CFRP）加固混凝土梁的抗弯实验分析，提出了CFRP加固混凝土梁的计算原理和方法；并介绍了CFRP在桥梁加固工程中的应用。     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋混凝土梁抗弯性能的研究

通过GFRP筋混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的破坏试验,对GFRP筋混凝土梁跨中荷载挠度等受力变形规律进行了试验研究.讨论了GFRP筋混凝土梁有限元建模计算的方法,参照普通钢筋混凝土梁的有限元模型,采用线弹性本构关系模型,对不同配筋率的GFRP筋混凝土抗弯性能进行了计算研究.结果表明,GFRP筋混凝土梁的跨中荷载挠度曲线在...     

超大跨碳纤维索桁桥的静动力性能研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质、高强、耐久性好、耐腐蚀等性能优点,是用作大跨径缆索承重桥的理想材料.在吸收国内外对CFRP材料研究成果和经验的基础上,提出CFRP索桁桥,从而一方面充分利用CFRP缆索耐腐蚀、高强的性能优点;另一方面利用索桁架结构刚度大的优点,克服大跨径桥梁柔度大、刚度小的缺点,并减少因CFRP质量轻对桥梁结构稳定性的影响.通过建立三维有限元模型,对跨径为2 000 m级的CFRP索桁桥进行了静动力性能分析,并与相同跨径的钢悬索桥和CFRP悬索桥进行比较,证实了CFRP索桁桥在静动力性能方面的优势,最后提出了主跨5 000 m超大跨CFRP索桁桥设计构想,并对其静动力性能进行了分析.     

基于黏弹性本构的CFRP-钢界面应力参数敏感性分析

为研究胶粘剂的黏弹性本构关系和粘贴CFRP加固钢梁各设计参数变化对CFRP-钢界面应力的影响,以改进的Maxwell模型表征胶粘剂的黏弹性本构关系。针对加固梁胶层以剪切变形为主的情况,对胶粘剂黏弹性本构进行简化分析,利用拉普拉斯变换和逆变换的数学方法,给出了改进的Maxwell模型各变量的求解方法,利用有限元软件ABAQUS对典型的粘贴CFRP加固简支钢梁进行有限元分析。分析了界面应力随加载时间的变化规律,详细地讨论CFRP弹性模量变化、CFRP厚度变化、胶层厚度变化和CFRP端部到支座的距离变化对CFRP-钢界面应力的影响。依据敏感性分析的基本原理,从定量分析的角度研究界面应力对各参数的敏感程度。结果表明:胶粘剂黏弹性会导致黏结界面发生应力重分布,界面峰值剪应力和峰值正应力随时间增加而减小;胶层越厚,CFRP越薄,CFRP弹模越小;CFRP离支座越近,黏结界面应力越小;对CFRP端部界面剪应力影响最大的参数为CFRP端部到支座的距离,其敏感度因子为1.359;对CFRP端部界面正应力影响最大的参数为CFRP厚度,其敏感度因子为0.956。     

体外预应力FRP-混凝土组合梁受力性能研究

体外预应力FRP-混凝土组合梁是在体外预应力钢-混凝土组合梁的基础上,分别采用GFRP型材替代型钢、GFRP筋替代钢筋、CFRP筋替代预应力钢筋而形成的一种新型组合梁。开展了体外预应力FRP-混凝土组合梁(分别采用工程中常用的2种抗剪连接方式,即双排FRP开孔板连接件与环氧粘结)在单调静力荷载下的受力性能试验研究。试验表明:2种组合梁的破坏均发生在FRP型材上翼缘与混凝土板的连接界面处,破坏时2种组合梁的混凝土板均未被压碎,CFRP筋的应变值远低于其极限应变;2种组合梁的荷载-跨中挠度曲线均大致为线性;采用环氧粘结的组合梁的最大跨中弯矩为136.5kN·m,对应的梁端截面处FRP型材与混凝土板之间的滑移为0.69mm,相比之下,采用开孔板连接的组合梁的最大跨中截面弯矩为109.7kN·m,此时梁端滑移值则为0.75mm,这是由于双排FRP开孔板连接件的抗剪承载力与抗剪刚度较低所致。试验测得的组合梁极限承载力与参照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的计算值吻合良好。