FRP片材在砌体结构加固中的应用

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。本文围绕国内外FRP加固技术的研究现状以及最新进展,从FRP加固砌体结构技术的研究方面进行综述。试验研究表明:FRP加固砌体结构可以提高砌体结构的抗震、抗剪和平面外抗弯性能。     

FRP在土木工程中应用的新进展

对纤维混凝土复合材料进行了介绍,指出了其具有强度高、质量轻、施工方便、耐久性好等特点,具体阐述了其在土木工程中的应用形式和方法,并对其在土木工程中的应用进行了展望。     

FRP索在大跨径桥梁上的应用研究

纤维增强复合材料(FRP)具有的高强、轻质、耐腐蚀等显著优越性能逐渐为工程界所认可,国外许多工程开始将它应用于新建的桥梁中,甚至是大跨度桥梁中.本文在分析了FRP材料的特点以及与传统材料相比的突出优点后,着重分析了FRP索用于大跨度斜拉桥斜拉索或悬索桥主缆索,可以使结构的极限跨径有很大的提高,可以为一些特大跨径桥梁的设计提供新的思路,接着分析说明FRP桥梁的经济性问题,最后对进一步的研究工作提出了建议.     

FRP加固混凝土结构耐久性研究

针对目前国内外对FRP加固混凝土结构的力学性能研究较多,而对FRP加固混凝土结构耐久性研究较少的情况,简要介绍了FRP和FRP加固混凝土结构耐久性的研究现状,并展望了FRP加固混凝土结构耐久性的研究。     

FRP加固混凝土结构施工方法标准化分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer or plastic,FRP)加固混凝土结构技术发展过程中,形成了特点和适用性不同的多种施工方法,在调研和分析的基础上,对目前已有技术方法的施工方法进行分类,并介绍了各种方法的特点及使用环境。然后介绍了目前标准中规定的施工方法及其特征,基于此,根据当前技术情况和标准化研究现状,分析了今后一段时间内我国FRP加固修复混凝土结构施工方法的标准化工作内容及可能的标准编制工作。指出需要补充完善的新技术施工方法,以及需要纳入到标准体系中的施工方法。     

纤维增强复合材料在桥梁加固中的应用及发展

介纠了国内内外纤维增强复合材料在桥梁结构加固中的特性,加固原理及施工技术,并对比介绍了碳纤维,艿纶纤维,玻璃纤维以及PBO纤维等加固时各自不同的优缺点,指明了其在桥梁加固方面的前景和发展方向。     

复合材料FRP在工程结构中的应用

纤维聚合物（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）复合材料由于其质轻、高强、耐腐等特点,已被广泛应用于土木工程中.针对一些工程结构急需维修加固的实际情况,对FRP在桥梁结构、混凝土结构、钢结构以及岩土工程中的应用进行了概述,并对预应力FRP筋或布置在混凝土结构构件的试验研究和应用进行了综述,最后指出了FRP用于工程结构存在的问题及发展前景.     

FRP复合材料在结构加固工程中的应用

通过介绍FRP复合材料，因其轻质高强、高弹模、耐腐蚀性能好及抗冲击性能好等一系列优点，在桥梁、地铁及一些工业厂房等混凝土结构的加固与修复领域中，应用潜力巨大。     

FRP复合材料在国外土木工程中的应用

纤维聚合物（简称FRP）复合材料因其强度重量比及刚度重量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点，可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加强材料、连续纤维筋、岩土工程和建筑工程中。     

表层嵌贴FRP-混凝土黏结加固研究进展

表层嵌贴FRP修复加固混凝土结构是一种富有前景的新型技术,目前该技术领域的研究主要集中在黏结机理和抗弯加固两方面。论述表层嵌贴FRP-混凝土的试验方法、主要控制参数、破坏模式、黏结机理、界面黏结滑移本构关系等。最后,对目前国内外表层嵌贴FRP-混凝土黏结性能的研究现状进行探讨,希望为表层嵌贴FRP加固技术的进一步研究发展提供方向。     

Fused structures for safer and more economical constructions

Safety margin and construction costs are two conflicting goals for a structure. By providing a fuse in a structure that is triggered at a certain level of over-loading, further increase of loading is prohibited and failure of the structure is changed to a safer mode. As overloading is controlled and a safer failure mode is enforced, a fused structure requires a smaller safety factor thus leading to more economical construction without compromising safety. The use of a fuse will also facilitate safer use of advanced construction materials such as fiber-reinforced polymer (FRP) composites. In this case, a fuse can transfer the sudden and dangerous failure mode associated with brittle FRP debonding or rupture to a safe and ductile failure mode at the fuse location. This paper introduces a new type of fused structure as well as an associated design philosophy and approach, in addition to examples of engineering applications.     

聚合物乳胶对钢纤维增强混凝土力学性能的影响

通过对聚合物乳胶/钢纤维增强混凝土材料的抗折、抗压、劈裂抗拉强度等试验,研究了此类复合材料的力学行为和乳胶及钢纤维的增强机理.结果表明,乳胶的掺入,能够改善纤维表面与水泥砂浆基体性能,增加纤维与基体之间的界面粘结强度,从而可以显著提高混凝土的抗折、劈裂抗拉强度等性能.     

钢造双核心自复位斜撑发展与耐震试验:应用复合纤维材料棒为预力构件

首次发展双核心自复位斜撑,藉由两组核心受压构件与两组拉力构件,使斜撑的变形量在拉力构件相同应变下大幅增加(或在相同斜撑变形量下,斜撑的拉力构件应变量减少一半),首先说明双核心自复位斜撑力学理论,并设计及测试三组5350mm长的双核心自复位斜撑,斜撑使用的拉力构件分别为直径22mm、29mm的玻璃纤维棒与直径13mm的碳纤维棒。试验结果显示,使用预力的双核心自复位斜撑除了有稳定的能量消释及自复位能力外,耐震性能也能符合AISC(2010)规范针对挫屈束制斜撑要求的最小层间位移角2%前不破坏的原则,并可完成在1.5%层间侧位移角下15圈反复载重无破坏发生;其中两组试体更可再进一步地完成2.5%层间位移角试验而不破坏,最大斜撑轴力约1400 kN。     

玻璃纤维筋在围护结构中的应用

通过玻璃纤维筋在地铁盾构始发井围护结构中施工的应用,介绍了利用盾构机对围护结构直接进行切割,从而保证了盾构机顺利始发,实现了节约成本,缩短工期,提高工程经济效益的目的.     

GFRP筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

完成了9根配GFRP筋和1根配钢筋的高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验,观察其破坏过程与破坏形态,分析了纤维掺量、纵筋类型、配筋率及纵筋直径等参数对试件承载能力、弯矩-跨中挠度曲线、裂缝宽度等受弯性能的影响,采用美国ACI 440.1R-15、中国GB 50608—2010和加拿大CSA S806-12、ISIS-M03-07等规范中的建议模型,通过开裂弯矩、承载力、挠度和裂缝宽度等参数评估了各国规范对该类构件的适用性。结果表明：随配筋率的增大,试件破坏模式依次表现为受拉破坏、平衡破坏和受压破坏,受压区破坏面贯穿骨料内部,较为光滑;掺入钢纤维能够有效抑制混凝土裂缝开展,延缓构件刚度退化,使开裂弯矩平均提高51.71%,承载力平均提高22.10%;增大GFRP筋配筋率能够提高构件刚度,但GFRP筋直径变化对试件变形及裂缝宽度无显著影响;GFRP筋梁开裂后刚度退化较配钢筋的对比试件迅速。各国规范计算结果表明：受拉破坏试件承载力计算结果较离散,且均偏于不安全;对于平衡破坏和受压破坏的试件预测结果均偏于保守,有足够安全储备。考虑轻骨料和钢纤维对构件刚度退化规律的影响,修正有效惯性矩并给出建议挠度计算模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

Technological development and engineering applications of novel steel-concrete composite structures

In view of China’s development trend of green building and building industrialization, based on the emerging requirements of the structural engineering community, the development and proposition of novel resource-saving high-performance steel-concrete composite structural systems with adequate safety and durability has become a kernel development trend in structural engineering. This paper provides a state of the art review of China’s cutting-edge research and technologies in steel-concrete composite structures in recent years, including the building engineering, the bridge engineering and the special engineering. This paper summarizes the technical principles and applications of the long-span bi-directional composite structures, the long-span composite transfer structures, the comprehensive crack control technique based on uplift-restricted and slip-permitted (URSP) connectors, the steel plate concrete composite (SPCC) strengthen technique, and the innovative composite joints. By improving and revising traditional structure types, the comprehensive superiority of steel-concrete composite structures is well elicited. The research results also indicate that the high-performance steel-concrete composite structures have a promising popularizing prospect in the future.     

广义组合结构及其发展展望

本文对组合结构的发展历史和当前的研究及应用现状进行了综述。根据钢-混凝土组合结构的发展趋势和新材料的不断出现和应用,本文提出了广义组合结构的概念。广义组合结构不仅包括钢和混凝土的组合,而且包括更多新材料的组合,是对传统钢-混凝土组合结构的发展。广义组合结构将不同的材料或构件组合在一起共同工作,在设计时将各组成材料和构件的结构性能进行整体考虑,以最有效地发挥各种材料和构件的优势。此外,还对新型组合构件的研发、组合结构体系的创新、组合加固技术的发展以及组合结构在其他领域内的研究和应用进行了展望。     

Non-destructive detection of surface-bond defects in carbon composite-strengthened concrete structures

For almost 15 years, carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) plates and sheets have been used for strengthening and repair of civil engineering structures. CFRP plates were applied to upgrade structures for change in use or increasing traffic load. CFRP laminates have also been used to repair deteriorated structures such as multi-storey parking or bridges. The execution quality and condition of the strengthening measure in terms of bond integrity were neither monitored nor tested systematically. Inspectors eventually applied simple hammer knocking during regular main inspection for subjective noise distinction as a measure for eventual insufficient bond. This paper presents the feasibility and the limitations of low-frequency transversal ultrasonic waves with dry-coupling point-contact sensors for inspection and defect detection between CFRP laminate and concrete surfaces. The German Centre of Competence in Civil Engineering (DIBt) has initiated a national research project [Helmerich et al. (2012). Condition analysis of bonded CFRP-applications on concrete structures by means of non-destructive testing [in German: Zustandsuntersuchung von CFK-Klebeverstärkungen an Betonbauteilen mittels zerstörungsfreier Prüfung (ZfP)]. Final, internal project report], carried out at the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Germany. The aim of the project was to present a potential non-destructive testing method for bond defect detection as a measure for the durability of the strengthening system more than 10 years after application.