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钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱抗震性能初探

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工程抗震与加固改造 2009年第1期31卷 14-20,34页

作者：罗云标吴刚吴智深张敏胡显奇东南大学城市工程科学国际研究中心江苏南京210096 北京特希达技术研发有限公司北京100011 浙江石金玄武岩纤维有限公司浙江横店322118

为验证具有稳定二次刚度的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱在地震作用下有较小的残余变形和良好的可修复性,本文首先基于纤维截面模型,利用有限元软件OpenSees对SFCB增强的混凝土柱在往复荷载下的受力性能进行了数值模拟,然后介绍... 详细信息

为验证具有稳定二次刚度的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱在地震作用下有较小的残余变形和良好的可修复性,本文首先基于纤维截面模型,利用有限元软件OpenSees对SFCB增强的混凝土柱在往复荷载下的受力性能进行了数值模拟,然后介绍了SFCB增强混凝土柱在低周反复荷载作用下的部分试验结果,通过计算值与试验结果的比较,两者吻合良好,且都证明了SFCB增强混凝土柱具有明显而稳定的二次刚度和屈服后残余变形小的特性。最后通过对SFCB增强混凝土柱与普通RC柱的非线性动力时程分析进一步表明,在罕遇地震作用下,SFCB增强混凝土柱具有残余变形小,可修复性强的抗震性能。

关键词：钢-连续纤维复合筋纤维模型混凝土柱残余变形数值分析

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钢-连续纤维复合筋混凝土框架抗震性能研究

钢-连续纤维复合筋混凝土框架抗震性能研究

钢-连续纤维复合筋（SFCB）力学性能试验方法研究

作者：张蝶邱洪兴肖同亮

钢-连续纤维复合筋（SFCB）是一种具有稳定二次刚度和优异耐腐蚀性能的新型增强材料,将其与混凝土相结合,可有效提高混凝土结构的耐久性和可修复性等。通过单层单跨的SFCB混凝土框架的低周反复荷载试验,研究其在低周反复荷载作用下的破... 详细信息

钢-连续纤维复合筋（SFCB）是一种具有稳定二次刚度和优异耐腐蚀性能的新型增强材料,将其与混凝土相结合,可有效提高混凝土结构的耐久性和可修复性等。通过单层单跨的SFCB混凝土框架的低周反复荷载试验,研究其在低周反复荷载作用下的破坏机制、承载能力、延性、刚度和耗能等抗震性能。同时,基于非线性分析软件Perform-3D对SFCB混凝土框架抗震性能进行数值模拟和理论分析。结果表明,试验框架的破坏类型为受弯破坏,滞回曲线较饱满,耗能能力较好,弹性变形比例较大,残余变形较小,屈服后承载力有较为明显的提升,抗震性能较好。

关键词：钢-连续纤维复合筋混凝土框架低周反复试验抗震性能

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钢-连续纤维复合筋（SFCB）力学性能试验方法研究

建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能研究

第五届全国FRP学术交流会

作者：罗云标吴刚吴智深王燕华王焰东南大学土木工程学院东南大学城市工程科学国际研究中心北京特希达技术研发有限公司

本文介绍了钢-连续纤维复合筋（SFCB）的制作方法,设计了钢-连续纤维复合筋单向拉伸试验装置,完成了 SFCB 单向拉伸试验,试验表明,其破坏特征理想,试验结果与理论计算值符合较好,证明了这种测试方法能够较好地测定 SFCB 的力学性能,为... 详细信息

本文介绍了钢-连续纤维复合筋（SFCB）的制作方法,设计了钢-连续纤维复合筋单向拉伸试验装置,完成了 SFCB 单向拉伸试验,试验表明,其破坏特征理想,试验结果与理论计算值符合较好,证明了这种测试方法能够较好地测定 SFCB 的力学性能,为进一步系统研究 SFCB 的力学性能打下了基础。

关键词：钢-连续纤维复合筋轴向拉伸破坏模式试验研究

来源： cnki会议评论

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兵器材料科学与工程 2024年第6期47卷 59-63页

作者：胡汉敏李尚辉福州外语外贸学院智能建造学院福建福州350202

为了研究建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能,以玄武岩纤维为连续纤维原料,缠绕螺纹钢筋制备钢-连续纤维复合筋,用万能试验机对该复合筋施加单调及反复的单向拉伸力,测试其应力-应变关系,以及抗压强度与弹性模量等性能。结果表... 详细信息

为了研究建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能,以玄武岩纤维为连续纤维原料,缠绕螺纹钢筋制备钢-连续纤维复合筋,用万能试验机对该复合筋施加单调及反复的单向拉伸力,测试其应力-应变关系,以及抗压强度与弹性模量等性能。结果表明:钢-连续纤维复合筋的塑性变形能力良好,且在玄武岩纤维的质量分数为35%时,复合筋的内芯屈服后外包纤维呈现出显著二次刚度,说明其单向拉伸性能最优。在高温下钢-连续纤维复合筋仍能保持较高的抗拉强度与弹性模量,说明其高温单向拉伸性能较优,可作为建筑的重要用材。

关键词：建筑钢-连续纤维复合筋单向拉伸力学性能

重复荷载作用下SFCB混凝土黏结性能试验研究

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混凝土 2024年第1期 69-73,77页

作者：张继旺邱国兴易金龙安宝李友胜陈俊雯王磊桂林理工大学土木工程学院广西桂林541004 广西绿色建材与建筑工业化重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学南宁分校广西南宁530000 广西建工集团第四建筑工程有限责任公司广西桂林541004

针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)混凝土构件在动荷载作用下应力传递机制复杂、黏结破坏机理及应力分布特征尚未明确等问题,通过等阶、变阶重复加载的中心拉拔试验、并与单向拉拔试验对比。结果表明:等阶、变阶重复加载试件的黏结强度比单... 详细信息

针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)混凝土构件在动荷载作用下应力传递机制复杂、黏结破坏机理及应力分布特征尚未明确等问题,通过等阶、变阶重复加载的中心拉拔试验、并与单向拉拔试验对比。结果表明:等阶、变阶重复加载试件的黏结强度比单向拉拔试件低11.8%~19.8%,黏结界面损伤更为严重,且重复加载1次平均黏结应力峰值出现约0.5%~1.6%的损失;不同加载方式,试件拔出过程中的黏结-滑移曲线特征基本相似,钢芯与纤维层因变形不一致出现相对滑移;SFCB沿埋长方向的黏结应力并非均匀分布,不同加载方式的应力“波峰”形态有所区别。明确重复荷载作用下SFCB混凝土的黏结性能,可为SFCB混凝土结构设计、黏结-滑移曲线模型建立提供重要的参考依据。

关键词：钢-连续纤维复合筋重复荷载黏结性能黏结-滑移曲线应力分布

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SFCB和BFRP混杂配筋梁的受弯性能

扬州大学学报（自然科学版） 2021年第1期24卷 68-72页

作者：杨洋张冠军夏留佳邢翔扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127

为提高混凝土结构的刚度和耐久性,提出一种新型混杂配筋形式,钢-连续纤维复合筋(steel fiber composite bar, SFCB)和玄武岩纤维复合筋(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)混合增强混凝土结构.将其与钢筋混凝土梁、传统混杂配筋梁... 详细信息

为提高混凝土结构的刚度和耐久性,提出一种新型混杂配筋形式,钢-连续纤维复合筋(steel fiber composite bar, SFCB)和玄武岩纤维复合筋(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)混合增强混凝土结构.将其与钢筋混凝土梁、传统混杂配筋梁的受弯性能进行对比研究,同时考察等效配筋率ρ_(e)、FRP与钢截面面积比A_(f)/A_(s)等参数对混杂配筋梁受弯性能的影响.结果表明:几种结构梁的破坏形态均为钢筋屈服后受压区混凝土压溃;与钢筋混凝土梁相比,混杂配筋梁具有较高的极限承载力,在受弯破坏前具有良好的耗能能力;混杂配筋梁的受弯承载力随着ρ_(e)值增加而增大,且ρ_(e)值越大,跨中挠度越小,裂缝宽度越小;A_(f)/A_(s)值对混杂配筋梁屈服后刚度影响较大,A_(f)/A_(s)值越高,钢筋屈服后结构刚度降低幅度越小.

关键词：玄武岩纤维复合筋钢-连续纤维复合筋混杂配筋静力试验受弯性能

预应力FRP筋超高性能混凝土梁受弯性能研究

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预应力FRP筋超高性能混凝土梁受弯性能研究

作者：陈康宝扬州大学

学位级别：硕士

相比较于预应力FRP筋混凝土梁,预应力钢筋混凝土梁虽具有较好延性,但耐久性较差;而相比较于预应力钢筋混凝土梁,预应力FRP筋混凝土梁虽具有较好的耐久性,但其延性较差。为解决预应力混凝土梁的耐久性和延性不兼容问题,本文将具有强度高... 详细信息

相比较于预应力FRP筋混凝土梁,预应力钢筋混凝土梁虽具有较好延性,但耐久性较差;而相比较于预应力钢筋混凝土梁,预应力FRP筋混凝土梁虽具有较好的耐久性,但其延性较差。为解决预应力混凝土梁的耐久性和延性不兼容问题,本文将具有强度高、延性好和耐腐蚀性强的钢-连续纤维复合筋(Steel-FRP Composite Bar,简称SFCB)作为非预应力筋,与韧性好、抗压强度高和耐久性能好的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)相结合形成预应力FRP筋超高性能混凝土梁。本文通过对8根试验梁进行静载受弯试验,研究施加预应力、混凝土类型、张拉控制应力大小和预应力筋类型对预应力FRP筋超高性能混凝土梁受弯性能的影响。对预应力筋应力进行监测,得到各试验梁的预应力损失,并与理论计算值对比验证。对预应力FRP筋超高性能混凝土梁进行受力分析,基于平截面假定和相应材料的本构模型,推导了预应力FRP筋超高性能混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、短期刚度和短期荷载作用下的最大裂缝宽度的计算公式,并与试验实测值进行对比分析,验证了公式的可行性。利用有限元软件ABAQUS对预应力FRP筋超高性能混凝土梁受弯性能进行模拟分析,并与试验实测值对比分析,验证了模型分析的正确性和可行性;分析不同参数(混凝土性能、非预应力筋类型、预应力FRP筋配筋率和非预应力SFCB筋配筋率)对预应力FRP筋超高性能混凝土梁受弯性能的影响。本文主要研究结果如下:(1)各试验梁跨中截面混凝土平均应变沿高度方向呈直线变化规律,符合平截面假定,混凝土与筋材粘结性能良好;施加预应力可以延缓混凝土梁的开裂,提升混凝土梁的抗弯承载力,使得混凝土梁裂缝分布更少,耗能能力增强,同时延性性能和安全性能变差;提升混凝土性能,预应力FRP筋混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及挠度增加,抗弯性能变好,裂缝数量增加,裂缝平均间距减小,耗能能力增强,同时其延性性能和安全性能也变好;张拉控制应力越大,预应力FRP筋超高性能混凝土梁的开裂荷载越大,裂缝数量越少,裂缝平均间距越大,其延性性能和安全性能越低;预应力筋类型对混凝土梁的开裂弯矩影响较小,但对延性就有较大的影响,预应力为钢绞线的混凝土梁的延性性能最好,预应力为SFCB筋的混凝土梁延性性能最差。(2)预应力FRP筋预应力损失内容与计算方法与预应力钢绞线基本相似;通过假设UHPC梁开裂后基体退出工作,钢纤维继续承担拉力,推导出了预应力FRP筋超高性能混凝土梁截面的有效惯性矩和短期刚度计算公式;参考《混凝土结构设计规范》,并考虑钢纤维受拉对最大裂缝宽度的影响,采用等效轴向刚度思想,推导出了预应力FRP筋超高性能混凝土梁最大裂缝宽度计算公式。(3)预应力FRP筋超高性能混凝土梁具有更高的抗弯承载力,以及具有更好的延性性能和安全性能;提高混凝土性能可以增加预应力FPR筋混凝土梁的抗弯承载力;当SFCB筋外包纤维类型相同时,内芯钢筋直径越大,预应力FRP筋超高性能混凝土梁开裂-屈服阶段刚度越大,但屈服后刚度反而越小,同时其延性性能越好;当SFCB筋内芯钢筋直径相同时,外包纤维为碳纤维的预应力FRP筋超高性能混凝土梁相较于外包纤维为玄武岩纤维的刚度更大,抗弯承载力更大,但延性较差;预应力FRP筋配筋率越大,预应力FRP筋超高性能混凝土梁的开裂荷载越大,极限荷载越大,极限挠度越小,同时其延性性能、安全性能和耗能能力越差;随着非预应力SFCB筋配筋率增大,预应力FRP筋超高性能混凝土梁的开裂荷载略微提高,屈服荷载大幅提高,极限荷载增大,极限挠度下降,同时其延性性能、安全性能和耗能能力变差。

关键词：预应力 FRP筋钢-连续纤维复合筋超高性能混凝土受弯性能有限元分析

钢-混凝土组合桥梁复合剪力连接件抗剪机理与力学性能研究

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钢-混凝土组合桥梁复合剪力连接件抗剪机理与力学性能研究

作者：秦枭长安大学

学位级别：硕士

为了使钢-混凝土组合结构桥梁具有更大的跨越承载能力以及更优异的耐久性能,一些学者从提高结构中剪力连接件的性能入手,以传统栓钉剪力键与开孔钢板剪力键为基础,对剪力连接件开展着更加全面的探索与创新。据此,本文提出一种兼具栓钉... 详细信息

为了使钢-混凝土组合结构桥梁具有更大的跨越承载能力以及更优异的耐久性能,一些学者从提高结构中剪力连接件的性能入手,以传统栓钉剪力键与开孔钢板剪力键为基础,对剪力连接件开展着更加全面的探索与创新。据此,本文提出一种兼具栓钉剪力键与开孔钢板剪力键优点的复合剪力连接件,并考虑引入一种耐腐蚀、耐疲劳、抗拉性能优异的钢-连续纤维复合筋材(Steel-Fiber Composite Bar,SFCB)作为其贯穿钢筋。通过理论、试验与模拟相结合的方式,对所提出的复合剪力连接件抗剪机理以及静力力学性能进行研究,主要工作内容以及成果如下:(1)收集整理栓钉剪力键以及开孔钢板剪力键关于加载机理、破坏特征以及影响因素的相关文献,为后续复合剪力键的力学性能研究提供理论指导;在此过程中推导出贯穿钢筋抗剪承载作用与弯起角度间的数值计算关系,发现贯穿筋在承载过程中主要靠自身弯拉变形进行承载,初步证明将SFCB复合筋作为贯穿筋参与抗剪承载的可行性。(2)设计并开展了17个复合剪力键试件的静力推出试验,以研究栓钉布置形式、贯穿筋材质以及剪力部件数量对复合剪力键力学性能的影响情况。最后得到复合剪力键在传力机理、承载能力、荷载-滑移曲线变化方面的规律,总结出复合剪力键的力学性能整体上优于单一剪力键,且所提出的不同布置形式的复合剪力键皆具有自己的性能优势与适用范围。(3)建立了试验中所有推出试件的有限元模型。进一步明确了加载时,复合剪力键内部的受力情况,由此得出更为精确的复合剪力键传力机理,证明SFCB复合筋可用于抗剪构件进行承载。另外通过有限元的参数化分析,得出混凝土强度、栓钉与贯穿筋的直径增加均能够有效提高复合剪力键的极限承载能力。(4)根据试验与有限元分析结果,采用叠加法的思想来建立复合剪力键抗剪承载能力计算公式,期间根据数理统计分析方法引入可靠度系数并对其进行求解,最终得到不同布置形式的复合剪力键承载力计算公式,结果表明公式计算值与试验值差值较小,所得公式可用于同类复合剪力键的承载力预测。

关键词：钢-混组合结构剪力连接件推出试验钢-连续纤维复合筋有限元分析

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新型纤维增强无砟轨道板的绝缘性能试验研究

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