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gfrp筋的拉伸性能劣化对其与海水海砂混凝土粘结性能的影响

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复合材料学报 2023年第12期40卷 6572-6582页

作者：郝志豪戴建国王召陈建飞南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055 香港理工大学土木与环境工程学系中国香港999077 南方海洋科学与工程广东省试验室(广州) 广州510075

研究了玻璃纤维增强树脂基复合材料(Glass fiber reinforced polymer,gfrp)筋的拉伸性能劣化对其与海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SSC)粘结性能的影响。采用10 mm直径的gfrp筋,测试了3种不同温度下模拟SSC孔溶液中gfrp筋... 详细信息

研究了玻璃纤维增强树脂基复合材料(Glass fiber reinforced polymer,gfrp)筋的拉伸性能劣化对其与海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SSC)粘结性能的影响。采用10 mm直径的gfrp筋,测试了3种不同温度下模拟SSC孔溶液中gfrp筋的拉伸强度随其浸泡时间的变化规律;并通过拉拔试验测试了经上述劣化后gfrp筋和SSC界面的粘结性能,分析了界面的破坏形态、粘结-滑移曲线特征及粘结强度的变化规律。试验结果表明:随着模拟SSC孔溶液中浸泡时间的增加,gfrp筋的拉伸强度逐渐降低。与未经浸泡的gfrp筋相比,在23℃、40℃和60℃下浸泡3个月后的gfrp筋的拉伸强度分别降低25%、29%和48%。gfrp筋的拉伸性能劣化会导致其与SSC界面的粘结强度下降。与未经浸泡的gfrp筋相比,在23℃、40℃和60℃下浸泡3个月后的gfrp筋与SSC的界面强度分别下降了8%、19%和38%。

关键词： gfrp筋海水海砂混凝土拉伸强度界面粘结强度拉拔试验

gfrp筋与钢筋混合配筋柱偏心受压性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第S01期44卷 248-255页

作者：王坦李立巍周志杰曹艺博尹俊博白羽长春工程学院土木工程学院吉林长春130012 吉林省寒区住宅建设技术工程研究中心吉林长春130012 中国建筑第八工程局有限公司上海200122

为提升侵蚀环境下混凝土柱的受力性能,提出一种在截面周边配置gfrp纵筋和箍筋、截面中部配置钢筋和螺旋箍筋的钢筋混凝土混合配筋柱。为评价该混合配筋柱的偏心受压性能,设计了6根不同配筋形式的柱,并开展偏心受压试验,结果显示:混合配... 详细信息

为提升侵蚀环境下混凝土柱的受力性能,提出一种在截面周边配置gfrp纵筋和箍筋、截面中部配置钢筋和螺旋箍筋的钢筋混凝土混合配筋柱。为评价该混合配筋柱的偏心受压性能,设计了6根不同配筋形式的柱,并开展偏心受压试验,结果显示:混合配筋柱的破坏形式为压弯破坏,破坏特征、截面应变分布规律与普通钢筋混凝土柱的相似;合理配筋的混合配筋柱的压弯承载力、挠度和延性均优于同等截面配筋率下的全gfrp筋混凝土柱的,在混合配筋柱达到峰值荷载后,受拉侧gfrp筋应力不断增长,内部纵向钢筋提供的承载能力和螺旋箍筋提供的约束发挥作用,可以保证构件承载能力缓慢下降;当混合配筋柱达到极限荷载后,荷载-跨中挠度曲线下降平缓,延性较好;混合配筋柱所增设的螺旋箍筋和内纵筋,有效地提高了混合配筋柱的压弯承载力和延性。

关键词：钢筋混凝土柱 gfrp筋螺旋箍筋混合配筋偏心受压静力试验压弯承载力

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gfrp筋与海水海砂混凝土的黏结疲劳性能

中国公路学报 2022年第2期35卷 259-268页

作者：熊哲麦广浩陈晓攀曾徽明李丽娟刘锋游文滔广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 广东工业大学南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458

纤维增强聚合物(FRP)筋海水海砂混凝土(SSSC)的黏结疲劳性能研究能为FRP筋海水海砂混凝土结构的疲劳设计提供指导,为此,通过疲劳拉拔试验和理论分析研究了筋材直径和应力水平对玻璃纤维增强聚合物(gfrp)筋与海水海砂混凝土黏结疲劳性能... 详细信息

纤维增强聚合物(FRP)筋海水海砂混凝土(SSSC)的黏结疲劳性能研究能为FRP筋海水海砂混凝土结构的疲劳设计提供指导,为此,通过疲劳拉拔试验和理论分析研究了筋材直径和应力水平对玻璃纤维增强聚合物(gfrp)筋与海水海砂混凝土黏结疲劳性能的影响。深入探讨了疲劳黏结应力-滑移曲线、疲劳黏结刚度和疲劳滑移量;建立了疲劳上限对应的滑移量的预测模型;定义了gfrp筋与海水海砂混凝土的黏结疲劳破坏准则;结合疲劳上限对应的滑移量预测模型和黏结疲劳破坏准则,提出了疲劳寿命预测方法。研究结果表明:应力水平对疲劳黏结刚度曲线影响不明显,而对疲劳滑移量曲线和疲劳寿命有明显影响;黏结疲劳破坏全过程的疲劳黏结刚度曲线和疲劳滑移量曲线均可分为3个阶段;疲劳黏结刚度下降的幅度相对较小,疲劳黏结刚度不能很好地反映出循环荷载对黏结性能的影响;黏结疲劳破坏的发生是由于疲劳上限对应的滑移量达到一定量而引起的;疲劳上限对应的滑移量曲线和残余滑移量曲线具有相似的变化规律,疲劳上限对应的滑移量的增加主要来自于残余滑移量的积累;残余滑移量的累积是造成黏结疲劳破坏的主要原因,疲劳滑移量曲线更能反映循环荷载所造成的疲劳损伤。

关键词：桥梁工程黏结疲劳性能试验研究 gfrp筋海水海砂混凝土

gfrp筋地下连续墙混凝土板受弯性能试验研究及有限元分析

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建筑结构学报 2011年第2期32卷 134-140页

作者：朱大宇顾浩声陈传灿同济大学高等技术学院上海200092 同济大学土木工程学院上海200092 同济大学汽车学院上海200092

为了解gfrp筋地下连续墙的受弯性能,通过gfrp筋混凝土板和钢筋混凝土板的对比受弯试验,分析了两者的受力-变形过程和破坏形态,对比了两者的挠度、开裂荷载、极限荷载以及混凝土应变。结果表明:gfrp筋混凝土板的受力-变形曲线大致可划分... 详细信息

为了解gfrp筋地下连续墙的受弯性能,通过gfrp筋混凝土板和钢筋混凝土板的对比受弯试验,分析了两者的受力-变形过程和破坏形态,对比了两者的挠度、开裂荷载、极限荷载以及混凝土应变。结果表明:gfrp筋混凝土板的受力-变形曲线大致可划分为开裂前和开裂后两个阶段,其破坏表现为脆性;混凝土开裂前两种板的截面应变变化规律均基本符合平截面假定,但开裂后gfrp筋混凝土板的挠度增长速率远大于钢筋混凝土板,且该速率基本不变;两种板的开裂荷载较为接近,而gfrp筋混凝土板的极限荷载为钢筋混凝土板的1.2倍。在试验基础上,建立了gfrp筋混凝土板的有限元模型,通过参数分析表明,gfrp筋混凝土板的抗弯刚度在开裂后随配筋率的增大而增大。

关键词：地下连续墙 gfrp筋配筋率静力试验有限元分析受弯性能

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gfrp筋混凝土梁耐火性能计算方法

建筑结构学报 2014年第3期35卷 119-127页

作者：王晓璐查晓雄朱庸哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055 深圳市建筑科学研究院有限公司广东深圳518049

通过gfrp筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出gfrp筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择gfrp和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的gfrp筋混凝土梁的高温热力学模型... 详细信息

通过gfrp筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出gfrp筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择gfrp和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的gfrp筋混凝土梁的高温热力学模型。经与gfrp筋混凝土梁火灾试验结果的对比验证,该高温力学模型具有较高的精确性。对影响gfrp筋混凝土梁高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明,影响梁耐火性能的主要因素为梁上作用的荷载比、gfrp筋在混凝土截面的位置和受火时间。参考欧洲规范钢筋混凝土抗火性能的设计方法,提出gfrp筋混凝土构件基于力学性能的耐火设计公式。通过混凝土500℃等温线简化受火面积和gfrp筋高温强度等效换算的方式,将火灾下截面的非均匀材料力学性质转变为随受火时间变化的均匀材料,提出了不同受火时刻gfrp筋混凝土受弯构件的承载力计算式。经与有限元分析结果的对比,该计算方法精度较高,可应用于评估不同受火时刻下gfrp筋混凝土的高温承载力。

关键词： gfrp筋混凝土高温本构有限元分析耐火性能受弯承载力计算方法

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gfrp筋增强混凝土结构的抗火设计

建筑材料学报 2009年第1期12卷 32-35页

作者：周长东吕西林金叶北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(gfrp筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了gfrp筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不... 详细信息

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(gfrp筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了gfrp筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不宜采用gfrp筋增强混凝土结构.

关键词： gfrp筋混凝土结构高温抗火设计

gfrp筋混杂纤维混凝土隧道管片力学性能研究

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工程力学 2024年第S01期41卷 238-244,252页

作者：陈晟晟周春恒章子华宁波大学土木工程与地理环境学院宁波315211

为研究gfrp筋混杂纤维混凝土隧道管片的力学性能,进行了三个不同gfrp筋配筋率的钢-聚丙烯纤维混凝土管片静力受弯试验,获得了试件的破坏形态、承载力及裂缝扩展模式。考虑gfrp筋与混杂纤维混凝土的界面黏结,采用ABAQUS建立了gfrp筋混杂... 详细信息

为研究gfrp筋混杂纤维混凝土隧道管片的力学性能,进行了三个不同gfrp筋配筋率的钢-聚丙烯纤维混凝土管片静力受弯试验,获得了试件的破坏形态、承载力及裂缝扩展模式。考虑gfrp筋与混杂纤维混凝土的界面黏结,采用ABAQUS建立了gfrp筋混杂纤维混凝土管片的有限元模型,分析了不同混杂纤维掺量和配筋率对管片受弯承载力的影响。研究结果表明:gfrp筋混杂纤维混凝土管片的破坏主要是由跨中主裂缝贯穿和gfrp筋材断裂导致;在纤维体积掺量不变的情况下,提高纵向受拉gfrp筋的配筋率,可以有效提高管片的受弯承载力;在数值计算中,考虑gfrp筋与混杂纤维混凝土的界面黏结滑移的有限元模型能更准确地模拟试件的开裂荷载、极限荷载和弯曲刚度;在承载力不变的情况下,增加混杂纤维的体积分数能有效减少管片的配筋率,并且提高管片的抗变形能力;通过回归分析,提出了纤维掺量与配筋率关系的计算式,理论计算结果与数值结果符合较好。

关键词： gfrp筋混杂纤维混凝土配筋率静力受弯试验界面黏结有限元模型

gfrp筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法

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哈尔滨工业大学学报 2010年第4期42卷 536-540页

作者：卢姗姗郑文忠哈尔滨工业大学土木工程学院

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... 详细信息

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.

关键词： gfrp筋活性粉末混凝土梁抗裂度

高温作用后gfrp筋与海水珊瑚混凝土粘结性能试验研究

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复合材料学报 2023年第4期40卷 2224-2239页

作者：周春恒王君义王新堂陈宗平宁波大学土木与环境工程学院宁波315211 宁波大学科学技术学院宁波315211 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

为了研究高温后玻璃纤维增强树脂复合材料(gfrp)筋与海水珊瑚混凝土的残余粘结性能,对54个gfrp筋珊瑚混凝土试件及钢筋珊瑚混凝土对比试件进行了高温作用后的中心拔出试验,最高温度为350℃,混凝土强度等级考虑C20~C30。观察了高温后试... 详细信息

为了研究高温后玻璃纤维增强树脂复合材料(gfrp)筋与海水珊瑚混凝土的残余粘结性能,对54个gfrp筋珊瑚混凝土试件及钢筋珊瑚混凝土对比试件进行了高温作用后的中心拔出试验,最高温度为350℃,混凝土强度等级考虑C20~C30。观察了高温后试件的表观变化及粘结破坏形态,获取了各试件的粘结-滑移曲线、粘结强度、粘结刚度和峰值滑移量,分析了不同温度、gfrp筋直径、海水珊瑚混凝土强度等因素对高温后gfrp筋与海水珊瑚混凝土粘结性能的影响。基于烧失率和XRD分析,剖析了gfrp筋海水珊瑚混凝土的高温劣化机制。最后,提出高温后gfrp筋与珊瑚混凝土的剩余粘结强度计算式和粘结-滑移本构模型。研究结果表明:高温作用后,尽管gfrp筋与珊瑚混凝土的粘结破坏形态与常温相似,gfrp筋的碳化和珊瑚混凝土的分解使得二者界面发生显著劣化;随着温度的提高,gfrp筋与珊瑚混凝土的粘结强度逐渐降低,峰值滑移量增大;gfrp筋直径越小,高温后的剩余粘结强度和剩余粘结刚度越小;珊瑚混凝土强度等级越高,剩余粘结刚度越大,峰值滑移量越小。所提出的高温后gfrp筋与珊瑚混凝土剩余粘结强度和粘结-滑移本构关系计算结果与试验结果均能较好吻合。

关键词： gfrp筋珊瑚混凝土高温后粘结强度粘结-滑移本构模型

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