海水环境腐蚀下的GFRP筋抗压性能试验

目的 研究海水环境腐蚀下GFRP筋的抗压性能,以期替代钢筋应用于海港工程.方法 人工配制5倍海水质量浓度的盐溶液,将GFRP筋浸入配置的溶液中,预定龄期后取出筋体,截成长细比为2.5的小试件,在300 T液压试验机上进行GFRP筋的受压性能试验.结果 随着GFRP筋体在海水溶液中浸渍时间的增长,GFRP筋的极限荷载、抗压强度保留率和弹性模量保留率逐渐下降;试件的直径越小,浸渍时间越长,筋体腐蚀相对越严重,产生劈裂破坏的概率越大,极限荷载与抗压强度下降幅度越明显.结论 GFRP筋作为受压筋应用到海水盐腐蚀环境中具有很大的优越性.     

GFRP筋轻骨料混凝土梁的试验研究

目的为彻底解决钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀问题.方法采用4点弯曲的加载方法分别对相同配筋的GFRP筋轻骨料混凝土梁和钢筋轻骨料混凝土梁进行了静力学试验研究.结果得到了钢筋轻骨料混凝土梁和GFRP筋轻骨料混凝土梁的荷载-挠度曲线以及梁承受荷载过程中受压区混凝土最外层纤维和受拉主筋的应变变化.结论钢筋轻骨料混凝土梁正截面强度的计算公式已不适用于GFRP筋轻骨料混凝土梁的正界面强度计算.在相同的荷载作用下,GFRP筋轻骨料混凝土梁的变形比钢筋轻骨料混凝土梁的变形大,同时GFRP筋轻骨料混凝土梁不具有普通钢筋混凝土梁所具有的塑性铰的性质.     

GFRP筋与钢筋锚杆在边坡加固中的应用对比

在边坡加固中，钢筋锚杆常因锈蚀而发生破坏；GFRP筋由于强度高、耐腐蚀性能较好，有望作为钢筋的替代材料，从根本上解决锈蚀问题。本文对GFRP筋锚杆耐腐蚀性、抗拉强度、抗剪强度等进行研究，与传统的钢筋锚杆进行对比，分析其应用优势，并依托黄龙湾边坡加固工程，对GFRP筋用于边坡加固的可行性及加固效果进行探讨。结果表明:GFRP筋耐腐蚀性较强；质量轻，强度高，在达到相同加固效果的前提下，比钢筋用量更少，成本更低，且更有利于岩土体的应力释放与坡体的稳定。     

玻璃纤维筋在地铁盾构施工中的应用

以北京地铁15号线一期工程大屯路东站为工程背景,本工程在盾构始发、接收的洞口处围护桩采用玻璃纤维筋,代替了传统的钢筋,顺利实现了盾构机直接切削围护桩通过.了解玻璃纤维筋的材料特性,以及工程施工中遇到的常见问题,经过玻璃纤维筋和钢筋搭接承载力试验,得出了满足工程要求的玻璃纤维筋和钢筋机械连接措施.对筋笼吊点的设定进行了理论计算,并提出了较为合理的起吊方法.     

基于三参数Weibull分布的GFRP筋材抗拉强度确定方法

进行了一百多根包括5种不同直径8 mm、10 mm、12 mm、16 mm、20 mm的GFRP筋的拉伸试验,测得了GFRP筋的极限抗拉强度和弹性模量等参数并做了回归分析。以试验结果数据为基础,提出了三参数Weibull概率分布模型,完成了模型参数拟合,将试验结果数据、Weibull分布模型和正态分布模型进行了比较,表明GFRP筋抗拉强度分布特性用Weibull分布描述比用正态分布描述会更为精确。最后,讨论了GFRP筋抗拉强度与有效体积之间的关系,得出不同直径GFRP筋抗拉强度标准值计算公式,为GFRP筋抗拉强度标准值的选取提供理论依据。     

GFRP筋混凝土梁受弯性能试验

为改善GFRP(glass-fiber reinforced polymer)筋混凝土梁裂缝宽度较大的缺陷,提出一种将GFRP筋穿入金属波纹管并灌注水泥基高强灌浆料的新型构造措施,内部高强水泥基灌浆料与GFRP筋的黏结性能较好,共同参与受拉,外部金属波纹管可约束内部黏结裂缝的扩展,并增强与混凝土之间的黏结作用,进而减小GFRP筋混凝土梁的裂缝宽度.为验证其可行性,对配置钢筋、拉挤GFRP筋以及新型构造措施GFRP筋的6根简支梁开展了单调加载受弯试验,考察了GFRP筋混凝土梁在正常使用极限状态下的裂缝分布、平均裂缝间距以及平均裂缝宽度的发展规律.试验结果表明:与普通拉挤GFRP筋相比,新型构造措施可减小梁在使用阶段的裂缝宽度,延缓顺筋裂缝的出现;新型构造措施GFRP筋混凝土梁可满足各国规范0.5 mm最大裂缝宽度的限值规定,普通GFRP筋混凝土梁则不能满足要求;当GFRP筋配筋率接近或大于界限配筋率时,梁表现为首先混凝土受压破坏、最后FRP纵筋受拉断裂的失效模式,其受弯承载力高于钢筋混凝土梁,破坏前有较大的变形能力,平均挠跨比约为1/56.     

双腹板工字型GFRP腰梁连接受力性能研究

为研究深基坑支护中双腹板工字型GFRP腰梁连接节点力学性能,针对GFRP腰梁的两种套筒式连接方法开展两点对称加载足尺试验,借助ABAQUS有限元模拟软件建立两种连接方法的三维数值模型,分析不同连接方法GFRP腰梁的受力性能,并以腰梁跨中截面为研究对象,揭示连接套筒与GFRP腰梁的横向变形规律,掌握不同连接形式GFRP腰梁构件的极限状态和破坏形式。结果表明,双腹板工字型GFRP腰梁承载力高,构件的稳定性好;采用内置式钢套筒连接构件变形较小,节点承载力更高,现场安装方便,能够实现基坑支护中腰梁构件的循环利用,是GFRP腰梁现场施工的合理连接方式。     

不同侵蚀环境下GFRP筋抗拉性能退化试验

为研究GFRP（glass fiber reinforced polymer）筋在不同侵蚀环境下的抗拉性能,对侵蚀前后GFRP筋进行了拉伸试验,重点分析了侵蚀环境类别和暴露时间对GFRP筋抗拉性能的影响.采用了两种侵蚀方式:一是直接将GFRP筋浸泡在碱、盐和清水溶液中,浸泡周期为180 d;二是将GFRP筋埋置于混凝土梁内,加载后将梁置于大气和氯盐干湿环境中,周期为366 d.借助扫描电子显微镜SEM（scanning electron microscopy）对埋置于混凝土梁内GFRP筋的微观结构变化及其损伤机制进行了分析.试验及分析结果表明:GFRP筋的抗拉性能随溶液直接浸泡时间的增加出现不同程度的降低,浸泡180 d后,GFRP筋的抗拉强度在碱、盐和清水溶液中分别退化30.0%、21.3%和11.3%;对于混凝土梁内GFRP筋,366 d后其抗拉强度下降约为10%;结合试验结果和SEM微观结构分析,可认为导致GFRP筋抗拉性能退化的主要原因是纤维与树脂基体黏结性能降低.最后,基于Arrhenius模型对GFRP筋在两种侵蚀方式下的抗拉性能退化进行了拟合分析,并对其在碱、盐直接浸泡和混凝土梁内环境下的长期性能进行了预测.     

GFRP 筋混凝土短柱偏压性能试验研究

进行了3组玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋混凝土短柱偏心受压破坏试验,对GFRP筋混凝土偏心受压柱的破坏形态、侧向挠度、内部筋体应变与混凝土表面的应变等试验结果进行了分析。结果表明：GFRP筋混凝土柱的破坏形式为受压破坏,随着初始偏心距的减小,GFRP筋混凝土柱的承载力有增大趋势;GFRP筋作为受压筋与混凝土的协同作用良好,且试件加载时的初始偏心距越小,混凝土与GFRP筋的协同作用越好;GFRP筋有较好的抗压性能,作为受力筋应用到混凝土受压构件中有很大的优越性。     

GFRP筋混凝土连续梁极限状态研究

首先推导了GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面极限弯矩的计算公式,然后通过定义弯矩重分布系数分析两跨GFRP筋混凝土连续梁的极限弯矩和破坏截面,最后通过6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了理论分析的合理性,为GFRP筋混凝土连续梁的工程应用提供参考.     

钢压杆稳定加固研究进展

钢结构由于设计、施工、使用、损伤以及火灾、地震等影响可能导致构件宏观开裂或失稳,甚至造成工程事故.本文总结了钢压杆稳定加固的理论和试验研究成果.首先对国内外钢压杆稳定加固的现状及其进展进行总结,接着详细介绍了有关纤维、外粘钢和套管加固的理论和试验研究,最后对稳定加固的研究进行了展望.     

GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法

为研究GFRP筋活性粉末混凝土梁抗裂性能,进行8根GFRP筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验,获得这类梁的开裂荷载试验值.参照普通钢筋混凝土梁正截面抗裂度计算方法,结合活性粉末混凝土受拉应力-应变关系,建立GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算模型,得到与配筋率成线性关系的截面抵抗矩塑性影响系数的计算公式.将按此公式计算得到的开裂荷载计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好.由此得到GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法.     

Analysis on plastic properties of reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars

To study the plastic properties of reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars,the calculation programs for moment redistribution coefficients are prepared by using nonlinear analysis methods such as moment-curvature,conjugate beam method and so on. By comparing the test results of existed FRP bars reinforced concrete continuous beams with simulation results,the accuracy of the calculation program is verified. Then 18 simulated GFRP bars reinforced reactive powder concrete continuous beams are selected whose change parameters are reinforcement ratio of mid-span and middle support. Through the nonlinear analysis of simulated beams,moment redistribution coefficients under mid-span concentrated loads,one-third point loads and uniformly distributed loads are obtained respectively. Thus the formula of moment redistribution coefficients is obtained by fitting moment redistribution coefficients and factors. The results show that the reactive powder concrete continuous beams reinforced with GFRP bars have good plastic properties.     

FRP加筋混凝土短柱受压性能试验研究

纤维聚合物筋FRP(Fiber Reinforced Polymer)的耐腐蚀、抗拉强度高、重量轻、非磁性等特点使其在土木工程中的应用前景十分广阔.首先对我们自己研制的GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋和CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)筋进行了常温下的受压试验,得到了GFRP筋和CFRP筋的抗压强度与抗压弹性模量;然后对GFRP、CFRP、CFRP与GFRP混合加筋混凝土短柱以及钢筋混凝土短柱进行了轴心受压试验,得到了加筋混凝土短柱的极限承载力、荷载-变形关系曲线、破坏形式和加强筋与混凝土的荷载-应变分布曲线,并将试验结果进行比较.结果表明:在没有约束的条件下,GFRP筋的抗压强度高于CFRP筋;在有约束的条件下,CFRP加筋混凝土短柱的抗压强度高于GFRP加筋混凝土短柱的抗压强度;FRP加筋混凝土短柱的抗压强度高于钢筋混凝土短柱的抗压强度;FRP加筋混凝土短柱的协同工作性和钢筋混凝土短柱的协同工作性相比较差.     

地铁深基坑钢支撑结构受力变形分析

地铁换乘节点深基坑施工中需要使用超长以及斜钢支撑作为支护结构,其受力变形复杂,设计中若考虑不周,易出现压杆失稳而诱发工程事故。以实际工程为例,将三维设计技术应用于地铁深基坑斜长钢支撑设计过程中,利用三维仿真软件Inventor进行单层钢支撑结构模拟仿真,分析了基坑下挖过程中钢支撑内力与变形特征,为地铁深基坑支护过程中优化钢支撑结构的设计与施工提供技术依据。     

煤矿储煤仓非典型状况下基坑变形研究

以煤矿储煤仓基坑工程为对象,结合工程现场实际,模拟储煤仓基坑工程施工过程中可能发生的非正常情况下的施工现象,借助有限元分析方法模拟基坑土体及支护结构在非正常状况下的受力与变形特性.结果表明:钢支撑没有预加轴力对围护桩的受力和变形影响较大;桩体嵌固深度不足对位移影响不明显,但对桩体应力增大明显.