FRP片材加固的钢筋混凝土梁短期刚度试验与理论研究

通过4根未加固钢筋混凝土梁和10根玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)布和碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固钢筋混凝土梁的静载受弯试验,研究了纤维增强复合材料(FRP)片材加固梁的挠度和刚度变化,以及FRP粘贴层数、FRP强度和混凝土强度、剪跨对加固梁挠度和刚度的影响。研究结果表明:FRP片材能有效抑制梁裂缝的扩展,提高梁的抗弯刚度,减小梁跨中挠度。基于刚度解析法,将FRP片材换算为受拉钢筋,建立了FRP片材加固梁的短期抗弯刚度计算公式,当FRP加固量为零时,该公式可退化为GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中未加固梁的抗弯刚度计算式,所建立的FRP片材加固梁抗弯刚度计算式的适用范围有所加大。通过试验数据,对所建立的抗弯刚度计算公式的精度进行了验证,结果表明,理论公式计算值与试验值吻合良好,可为FRP片材加固的钢筋混凝土梁理论分析和设计提供参考。     

广义高阶有限条传递矩阵法

针对广义边界条件下的薄板屈曲问题,通过采用半解析广义高阶有限条法,结合传递矩阵法,推导出高阶有限条弹性刚度矩阵以及几何刚度矩阵,提出了矩形薄板屈曲分析的广义高阶有限条传递矩阵法。结合实例对提出的广义高阶有限条传递矩阵法和有限元法进行对比,分析了广义边界条件下矩形薄板的屈曲载荷因子与屈曲模态,发现两种方法的结果具有很好的一致性。同时,算例证明了广义高阶有限条传递矩阵法在单元数较少时计算结果也能与有限元法吻合较好,并且其计算精度比有限条传递矩阵法更高,证明了此方法可计算广义边界条件的矩形薄板屈曲问题。     

传递矩阵法计算任意悬挑水平折梁

应用传递矩阵法 ,可方便地解决任意形状、任意荷载作用下悬挑水平折梁的计算问题。该方法计算公式规律性强 ,便于编制电算程序 ,且可同时解出内力和位移。     

拱式结构振分析的传递矩阵法

本文用传递矩阵法分析拱式结构的动力特性.计算模型采用具有若干集中质量的折线型刚架.在建立拱的振动传递方程时,考虑了拱内的轴向变形和几何刚度.应用传递矩阵法,可同时求出拱的自振频率和振型以及相应的内力相对值.此法的适用范围较广,计算精度较高,运算简捷,便于在微机上实现.     

基于时间反演法的纤维增强复材/钢筋增强混凝土梁损伤监测研究

为识别纤维增强复材/钢筋(FRP/Steel)增强混凝土梁的损伤发展及损伤机理,采用压电陶瓷传感器对FRP/Steel增强混凝土梁进行损伤监测。利用时间反演法的自适应聚焦性质和良好的抗噪性质,分析四点弯曲加载下梁的损伤程度与归一化聚焦信号幅值的关系。试验结果表明:归一化聚焦信号幅值随着施加荷载的增大而减少;钢筋增强混凝土梁的归一化聚焦信号幅值衰减速度慢于FRP筋增强混凝土梁,说明在同等荷载作用下FRP筋增强混凝土梁的损伤程度大;将归一化聚焦信号幅值与梁的理论刚度指数进行对比发现,归一化聚焦信号幅值与理论刚度指数曲线吻合良好,其能够反映FRP/Steel增强混凝土梁的刚度退化情况。     

FRP筋混凝土梁的刚度试验研究和理论计算

该文进行了6根简支梁的单调加载试验,试验梁的增强筋分别为普通钢筋、GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋和BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋,每组2根梁。分析比较了FRP筋混凝土梁的抗弯刚度、裂缝分布形式等与普通钢筋梁的区别。对依据国内外规范给定的短期抗弯刚度计算公式计算得出的荷载-挠度曲线与试验曲线进行了比较。基于试验研究和机理分析,借助收集的国内外开展的31根FRP筋混凝土梁的试验数据,对现行GB 50608—2010中FRP筋混凝土梁的短期刚度计算公式Bs进行了修正,并对修正公式的适用性进行了校核。试验结果表明:在相近截面配筋率情况下,由于自身较低的弹性模量,FRP筋混凝土梁在开裂后的抗弯刚度要明显低于普通钢筋梁;FRP筋混凝土梁的裂缝间距要大于普通钢筋梁,裂缝显得疏而宽;现有规范大都高估了FPR筋梁的短期抗弯刚度;修正后的短期抗弯刚度计算公式具有很好的适用性,可作为后续规范修订的参考。     

Winkler地基上变截面梁的弯曲自由振动

本文提出了Ｗｉｎｋｌｅｒ地基上任意变截面梁弯曲自由振动的传递矩阵法，并给出了具体的计算公式。该法计算简单、节省内存，可在小型计算机中实现。最后，给出了计算结果，并对结果进行讨论     

任意地基中桩的刚度计算

本文采用基于温克尔假定的弹性地基梁计算法,提出了水平分层地基中,受竖向荷载作用桩的刚度传递计算法和受水平荷载作用桩的柔度传递计算法。并且分析了桩土条件对桩的竖向刚度、水平刚度、摇摆刚度及水平摇摆刚度的影响,然后根据等效桩和桩侧土刚度矩的概念,研究了任意地基中桩刚度与它的等效桩及桩侧土刚度矩之间的关系,从而提出了任意地基中桩刚度的近似计算方法。     

加筋混凝土梁延性系数计算方法

由于纤维增强复合材料(FRP)筋不存在屈服状态,传统的延性系数计算方法不适用于FRP筋混凝土梁和混合配筋(钢筋+FRP筋)混凝土梁。为了提出一个相对完善的、统一的加筋混凝土梁截面延性计算方法,在对既有各类加筋混凝土梁延性指标计算方法进行分析的基础上,从抗震对结构延性的要求出发,依据延性系数的定义与动力要求统一的原则,推导得出了加筋混凝土结构延性系数-地震力降低系数(μ-C)关系式。依据等位移下的μ-C关系式,提出了加筋混凝土梁延性系数的计算方法。通过对比延性系数计算值与既有试验值,证明了该方法的有效性。对混凝土及钢筋强度、混凝土极限压应变、截面有效配筋率和FRP筋配筋刚度比等影响加筋混凝土梁延性的因素进行了参数化分析。结果表明:加筋混凝土梁的延性随着混凝土强度和极限压应变的增加而提高,随着钢筋强度、有效配筋率和FRP筋配筋刚度比的提高而降低。     

传递矩阵法在悬浮隧道纵向静力分析中的应用

引入传递矩阵法,用于悬浮隧道纵向的简化静力分析。将传递矩阵无量纲化,能有效控制算法的累积误差。     

玻璃钢板材加固混凝土梁的试验研究

通过对玻璃钢板材的本构关系的研究,获得了玻璃钢板材的基本力学性能。在此基础上对粘贴有玻璃钢板材的钢筋混凝土Ｔ形梁进行静力试验,得出了玻璃钢板材对提高梁受力性能的贡献,并与钢筋混凝土梁及粘钢加固梁做一对比。应用程序进行计算表明,计算值与试验值符合较好。本文为玻璃钢板材加固提供了设计依据。     

关于改善纤维布加固混凝土梁抗弯性能方法的讨论

简述加固混凝土梁纤维复合材料 (FRP)性能发挥效率较差、加固梁延性较低的主要原因 ,说明提高FRP性能的利用率、改善加固梁延性的途径是 :梁端FRP锚固、沿梁长粘结加压和使用混杂纤维复合材料 (HFRP) ;并初步探讨简易实施方法。     

FRP加固修复钢结构的荷载传递效果分析

纤维增强复合材料加固修复损伤钢结构能有效恢复其刚度、承载能力并改善其疲劳性能。纤维增强复合材料与钢结构之间的荷载传递直接影响到加固效果和FRP的利用效率,但是目前尚未有人对二者之间的荷载传递进行系统的分析。对FRP与钢结构之间的荷载传递影响因素进行了系统的分析,并提出了几种改善荷载传递效果的措施,对该技术的工程应用具有一定的实用价值。     

FRP约束混凝土压弯构件力学性能的理论分析

利用FRP约束混凝土的应力 -应变关系模型 ,采用数值方法 ,对FRP约束混凝土压弯构件的荷载 -变形关系进行了全过程分析 ,据此考察了FRP极限强度、混凝土强度、含FRP率和长细比等参数对该类构件力学性能及承载力的影响 ,可供有关工程实践参考     

FRP加固SRHC梁界限破坏时抗弯承载力计算

提出FRP(纤维增强复合材料)加固SRHC(钢骨高强混凝土)受弯构件的概念,解决FRP加固后SRHC柱的破坏机理、受力性能问题,提出其界限破坏时的简化抗弯承载力计算公式。在以往FRP加固RC(钢筋混凝土)梁力学性能分析结果的基础上,采用新的叠加方法对FRP加固SRHC梁的受力过程、破坏特征、受力特点进行研究。根据中和轴与钢骨的截面位置不同,建立了相应的抗弯承载力计算方法,并提出了界限破坏时的受压区高度。将受压区高度与钢骨上翼缘至混凝土受压边缘的距离进行比较,以此来确定FRP加固后梁在界限破坏时的不同抗弯承载力的适用公式,给实际应用带来方便。     

纤维增强复合材料加固木梁受弯性能试验研究

对36根纤维增强复合材料(FRP)加固木梁的受弯性能进行研究。详细探讨受载后试件的工作机理和破坏模式。试件的设计参数为FRP的层数、FRP的类型及加固层的位置。分析各设计参数对加固木梁承载力和挠度的影响。试验结果表明,在木梁受拉区布置FRP可有效提高木梁的受弯承载力,受拉区粘贴一层CFRP可提高木梁受弯承载力30.61%。在纯弯区横向布置FRP可增强木梁受压区的性能,有效提高木梁的受弯承载力,提高的幅度与横向FRP层数有关。FRP加固木梁的破坏表现为受压区木纤维褶皱失稳、受拉区木纤维和FRP加固层被拉断。木梁受压区设置FRP加固层对受弯承载力的影响与加固的方式有关,受压区横向缠绕FRP加固效果最好,而沿梁纵向加固的效果并不明显。     

碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的可靠度分析

建立了 FRP 加固钢筋混凝土梁的极限状态方程;讨论了碳纤维片材的耐久性、纤维布与混凝土间界面的粘结耐久性对加固有构件抗力的影响;通过一次二阶矩法计算了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)加固的钢筋混凝土梁抗弯可靠度指标,计算结果大于3.7,表明满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)对抗弯可靠度指标的要求。     

复材网格-UHTCC复合增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

文中进行7根复材（FRP）网格增强超高韧性纤维水泥基（UHTCC）复合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,将FRP网格类型、FRP网格增强率、FRP-UHTCC复合层黏结长度作为试验变量,分析各变量对FRP-UHTCC复合增强混凝土梁弯曲性能的影响。在试验研究的基础上,给出FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的抗弯承载力计算方法。试验结果表明,FRP-UHTCC复合层与混凝土间没有发生相对滑移现象,可以有效抑制加固层端部剥离破坏,加固梁的破坏模式为FRP网格中纵向纤维筋被拉断破坏。BFRP格栅与UHTCC黏结基体没有发生脱黏现象,优于BFRP编织网与UHTCC的黏结效果。随着FRP网格增强率的增大,加固梁的抗弯承载力得到显著提高。与未加固的普通混凝土梁相比,加固梁的开裂、屈服和极限荷载最大提高幅度分别为97%、35%和33%。计算结果表明,预测值与试验值吻合较好,可以有效地预测FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的抗弯承载力。     

FRP加固木结构研究综述

通过对国内外FRP加固木结构研究的分析,归纳和总结了FRP加固木梁、FRP加固木柱以及FRP加固木节点的研究现状,指出了FRP加固木结构需进一步研究的重点。     

FRP布加固钢与混凝土组合梁弹性承载力分析

纤维增强复合材料(FRP)作为结构加固材料已广泛应用于混凝土结构的加固中,但是FRP加固钢与混凝土组合梁的研究与应用较少.本文从理论上对FRP布加固钢与混凝土组合梁进行了弹性受力分析,并建立了弹性承载力计算公式.