GFRP/CFRP混合纤维的延展性分析

GFRP/CFRP混合纤维的延展性分析

一、GFRP/CFRP混合纤维延性分析(论文文献综述)

王志立[1](2021)在《GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析》文中研究指明随着建筑物改造工程的进行,大量柱子在使用过程中经常出现结构损伤和承载力不足等问题。玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic)因其轻质高强、耐腐蚀且价格较低等特点被广泛用于工程实际中,同时钢纤维水泥砂浆因具有增强、阻裂和韧性好等特点作为修复材料可显着提高构件的力学性能。为了更好地达到加固补强效果,提出一种新型组合形式—GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱。本文在课题组已进行的试验基础上进行有限元模拟分析,主要研究内容及结论如下:(1)本文根据已有试验内容,应用ABAQUS有限元软件,分别建立了GFRP管、GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱有限元模型,将有限元结果(试件荷载-位移曲线、破坏形态以及各组成部分的应力云图)与试验结果进行对比,验证模型的正确性。(2)基于GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP管的纤维缠绕角度、钢纤维砂浆强度以及截面加载方式等参数进行扩展分析。结果发现:组合结构的轴压承载力,随着GFRP管纤维缠绕角度与45°缠绕方向的夹角增大而增大;随着钢纤维砂浆强度的增大,轴压承载力增大;截面加载方式对于承载力结果影响不大。(3)基于GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP条带的间距、层数以及钢纤维砂浆强度等因素进行扩展分析。结果表明:GFRP条带间距越小、层数越多,对核心部分的约束越强,组合结构的峰值荷载越大,延性越好;钢纤维砂浆强度越大,峰值荷载越大,但提高幅度减小;且随着钢纤维砂浆强度增大,其延性变差,脆性破坏特征表现越明显。(4)在数值模拟研究的基础上,采用极限平衡法与叠加法修正了GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,对比发现叠加法吻合程度较好。同时采用叠加法修正了GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。

姚如胜[2](2021)在《GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析》文中认为海洋混凝土(Ocean Aggregate Concrete,简称OAC)是指珊瑚礁石经破碎、筛分后作为粗骨料与细骨料(海砂、珊瑚砂、河砂)、海水与水泥按一定配比制成的新型混凝土。海洋混凝土的研究、开发以及利用,既能有效节省岛礁工程建设中粗、细骨料及淡水资源的运输成本与建设工期成本,又能有效解决废弃珊瑚碎屑的堆放及占地所引起的环境问题,更能推进岛礁工程建设的发展进程,切实有效地提高我国南海诸岛的军用及民用建筑工程的经济效益。与此同时,我国河砂及淡水资源消耗量巨大、局部地区供给短缺,而海洋中蕴藏了丰富的海砂与海水资源,适度开发海砂、海水资源并加以利用,可缓解建筑用砂及淡水资源短缺问题。玻璃纤维材料(GFRP)具有耐腐蚀、轻质、高强的特点,与海洋混凝土组合,形成GFRP筋海洋混凝土结构。对海洋混凝土及其GFRP筋及防腐钢筋构件的力学性能进行深入研究,对远洋岛礁及近海工程建设意义重大,具有较大的应用价值和推广前景。本文以此为目标,开展相关研究,主要研究工作和成果如下:通过252个海洋混凝土(珊瑚、海砂、海水)试块和56个圆截面短柱试件的轴心受压加载试验,考察了海砂取代率、混凝土强度等级、减水剂与水泥质量比、拌养水类型、复掺矿物掺合料类型、阻锈方式、纵筋配筋率、箍筋间距、截面尺寸、应变贴片方式、海洋潮汐区的暴露龄期等参数对试件轴压性能的影响;获取了试件的物理及力学性能指标、破坏形态、荷载-位移曲线、纵筋应变和箍筋应变,分析了各参数对其物理及力学性能指标的影响规律,并运用灰色理论分析了各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,同时拟合了海洋混凝土圆柱体与立方体抗压强度关系表达式、海洋混凝土单轴受压应力-应变本构方程和GFRP筋约束海洋(海砂海水)混凝土柱的应力-应变本构模型。研究结果表明:海洋混凝土的强度与坍落度均能满足建筑工程使用需求;海洋混凝土受压破坏形态主要表现为水泥石开裂破坏和骨料劈裂破坏;海洋混凝土干密度在1983~2143kg/m3之间;GFRP箍筋荷载-环应变曲线呈双线性发展;海砂取代率和减水剂掺量对海洋混凝土试件力学性能影响呈波动变化趋势;拌养水类型(海水、淡水)对试件力学性能影响不显着;矿物掺合料能改善海洋混凝土的力学性能和耐久性能;掺加偏高岭土(P)与硅灰(G)、环氧涂层(H)和阻锈剂(Z)的钢筋海洋混凝土柱的抗锈蚀效果显着;暴露龄期在270d内,掺加P+G+H、P+G+Z的钢筋海洋混凝土柱的刚度及承载力显着增大;混凝土强度等级对GFRP筋海洋混凝土柱轴压力学性能影响较为显着;PVC管对钢筋海洋混凝土柱具有一定的延蚀效果,但对GFRP筋海洋混凝土柱的力学性能影响不大;海洋混凝土轴压应力-应变本构曲线及其GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构曲线均与其试验曲线吻合良好;随着纵筋配筋率的增大,GFRP筋海洋混凝土试件的初始刚度、峰值荷载、延性和耗能总体上呈增大趋势;箍筋间距的变化对GFRP筋海洋混凝土柱承载力影响不显着;随着试件截面尺寸的增大,GFRP筋海洋混凝土柱的初始刚度、峰值荷载均随之增大,延性上下波动变化;暴露龄期(T<270d)对海洋混凝土试件力学性能指标影响规律不显着。通过20个GFRP筋海洋混凝土梁试件的受弯加载试验,考察了海砂取代率、配筋率、剪跨比及暴露龄期等因素对试件受弯性能的影响,获取了试件力学性能指标、初始裂缝宽度、破坏形态、纵筋应变、混凝土截面应变和荷载-挠度曲线,分析了各参数对其力学性能指标的影响规律以及各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,结果表明:GFRP筋海洋混凝土梁受弯荷载-挠度曲线呈双线性发展;GFRP筋海洋混凝土梁截面应变分布符合平截面假定;配筋率对GFRP筋海洋混凝土梁受弯性能影响较为显着。采用ABAQUS建立了GFRP筋海洋混凝土构件数值模型,数值分析计算结果与试验结果吻合良好,证明了GFRP筋海洋混凝土构件数值模型的有效性和可行性,扩展分析了混凝土强度等级、FRP筋类型和配筋率对海洋混凝土梁受弯性能的影响,采用极差法分析各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,结果表明:混凝土强度等级和FRP筋类型对试件的峰值荷载和峰值挠度影响较大;随着配筋率的增大,FRP筋海洋混凝土梁试件峰值荷载逐渐增大,但跨中峰值挠度逐渐减小,延性和耗能变化不显着。基于试件轴压和受弯试验结果,提出了GFRP筋约束海洋混凝土短柱的峰值应力与峰值应变计算模型,修正了GFRP筋海洋混凝土柱和PVC管钢筋海洋混凝土柱的承载力计算表达式;基于中国、美国和加拿大规范修正了GFRP筋海洋混凝土梁抗弯承载力计算公式,修正公式计算值与试验值吻合良好。研究成果丰富了海洋及近海混凝土结构的试验数据和理论内容,对进一步开展海洋混凝土结构提供了基础数据和技术支撑,可为我国强海战略下的岛礁建设提供参考和依据。

裴卫昶[3](2021)在《FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究》文中研究指明为了克服传统钢筋混凝土结构相对耗能能力较弱、抗剪储备不足等问题,钢管、型钢与混凝土组成的组合结构已广泛应用于建筑与桥梁结构中,但在钢-混凝土组合结构中仍未克服钢材的锈蚀问题。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)因轻质高强、便于施工、耐腐蚀性能好和抗疲劳性能好等特点,近年来逐渐替代钢材应用于新建混凝土结构中。将FRP管与钢骨、混凝土组合形成新型的组合柱,置于外侧的FRP管既可以防止外界侵蚀性环境对内部钢材、混凝土的不利影响,又可给内部混凝土提供约束作用,使核心混凝土三向受压,可提高构件承载能力与变形能力;混凝土在FRP管内不仅可以约束钢骨的屈曲,又可避免FRP管过早发生受压褶皱;由于外部的FRP管和混凝土对内部钢骨存在保护作用,钢骨外侧的混凝土保护层厚度可设置的相对较薄,能更好地发挥钢材的抗弯与抗剪性能,提高构件耗能能力与抗剪储备;同时,钢骨、FRP管还能对内部混凝土形成双重约束作用。这种新型组合柱可使三种材料取长补短,实现材料性能的充分利用。现有研究表明,FRP管约束混凝土圆柱的力学性能优越。但在FRP管约束钢骨混凝土圆柱中,钢骨并不能充分发挥其抗弯抗剪性能。因此本文将FRP管约束钢骨混凝土(FRP-confined Steel Reinforced concrete,FSRC)方柱作为主要研究对象,对其受压性能与抗震性能进行试验和理论分析,考察这种新型组合柱实际应用的可行性。本文主要完成的内容有:(1)对未设钢骨混凝土保护层的三种不同形式的工字钢组合柱:FRP管约束十字钢骨混凝土(FRP confined Cross-shaped-steel Reinforced Concrete,FCRC)方柱、FRP管约束焊接箱型钢骨混凝土方柱和FRP管约束分离式箱型钢骨混凝土方柱进行了16个轴向单调和反复受压试验;试验结果表明FCRC方柱力学性能更优,但无钢骨混凝土保护层会导致FRP管过早断裂,后续将设置较薄钢骨混凝土保护层厚度的FCRC方柱作为主要研究对象。(2)对38个不同FRP管厚度、翼缘厚度、翼缘宽度和钢骨混凝土保护层厚度的FCRC方柱进行了轴向单调及反复受压试验,基于单调受压的试验结果,提出了FCRC方柱混凝土的有效约束系数与有效约束面积。基于试验应变测量的结果,提出了FCRC方柱的轴向应变-环向应变关系。在此基础上,提出了FCRC方柱面向分析的混凝土应力-应变本构模型,并使用ABAQUS对试验结果进行了有限元模拟,验证了有效约束系数和有效约束面积的准确性。基于单调和反复轴向受压的试验结果,提出了反复轴向受压的骨架曲线模型,即单调受压面向设计的本构模型以及适用于OpenSees有限元模拟的加卸载准则。(3)对10个不同轴压比、FRP管厚度、翼缘厚度、翼缘宽度以及截面角度的FCRC方柱进行了低周往复拟静力试验。通过试验结果,对FCRC方柱的骨架曲线、残余位移、耗能能力等抗震性能进行了深入分析与讨论。使用OpenSees对试验结果进行了有限元模拟与分析。最后,对1920种不同工况的FCRC方柱进行了Pushover有限元参数分析;讨论了轴压比、FRP约束、钢骨约束、剪跨比和混凝土强度对FCRC方柱水平荷载-水平位移的影响;提出了FCRC方柱的水平荷载-水平位移恢复力模型;为FCRC方柱抗震性能设计提供了理论依据。

胡忍[4](2021)在《复合配筋增强ECC-混凝土组合梁受弯性能研究》文中指出ECC(Engineered cementitious composites)是一种高延性纤维水泥基复合材料,它具备超高延性和韧性以及多裂缝稳态开裂发展等特性。FRP(Fiber Reinforced Polymer)是一种纤维增强复合材料,纤维种类多,性能各异,可设计性强,是解决重大工程结构腐蚀以及实现寿命和高性能的最佳选择。由于钢筋的延性好以及FRP筋具有轻质高强和耐腐蚀等优点,因而复合配筋混凝土梁较FRP筋混凝土梁有更好的延性,有更细的裂缝以及有更小挠度等特点;较RC梁具有更高的承载力与耐腐蚀性强等特点。然而,钢筋/FRP筋与混凝土难以协调共同受力变形,混凝土开裂时裂缝过大,钢筋同样会产生严重锈蚀以及FRP筋会因应力集中而加速其拉伸断裂。采用ECC替代混凝土构成复合筋增强ECC及ECC-混凝土组合梁将显着提升组合梁的裂缝控制能力。本文提出一种新型FRP筋-钢筋复合配筋增强ECC-混凝土组合梁构件以及U形ECC-FRP筋预制模板组合梁构件,将FRP筋放置在梁构件底部,ECC部分替代混凝土,在控制成本的基础上最大效果的发挥出FRP筋以及ECC的作用。本文首先对6根不同配筋率、基体材料和ECC替换位置的复合筋增强ECC及ECC-混凝土组合梁构件进行静载受弯试验研究。在试验的基础上,运用MATLAB软件对梁构件弯矩-曲率全过程进行数值计算,通过与试验对比验证了模型的准确性;随后,进行参数分析,考察截面尺寸、ECC替换高度、混凝土抗压强度、ECC材料参数以及配筋率等参数对受弯性能的影响,并提出了受弯承载力的简化计算方法,为工程应用提供依据。最后,提出了U形ECC-FRP筋预制模板组合梁的概念及承载力的简化计算方法。具体的研究内容如下:(1)对6根梁构件进行静载受弯试验,试验结果为:配筋率的增大,提高了复合筋ECC梁的受弯承载力与截面刚度;组合梁较混凝土梁的受弯承载力以及截面刚度均高;ECC的加入可以有效避免梁发生过大的变形和控制裂缝过大且能够显着提高梁的抗弯承载能力。综上所述,复合筋增强ECC-混凝土组合梁构件具有优越的受弯性能,不仅获得更高的承载力和有效降低梁发生过大的变形还能够抑制裂缝加剧发展。(2)基于混凝土与ECC的材料本构模型,通过数值分析法计算出梁构件的弯矩-曲率曲线,该曲线与试验的弯矩-曲率曲线进行对比,两者吻合良好,再进行参数分析,分析结果表明:梁截面高度对受弯性能的影响大于梁截面宽度对受弯性能的影响;ECC材料的加入能够显着提高梁构件的承载力,但ECC替换高度达到一定高度时就对受弯性能影响不大,故ECC高度达到截面的三分之一就能够提高梁构件的承载能力以及达到耐腐蚀的效果,这样既可以控制受拉区筋材区域的裂缝宽度以及提高构件的受弯性能,又可以控制成本,降低ECC的使用;混凝土抗压强度越大,则梁构件的承载力越大,曲率反而减小;极限拉应变对梁构件的承载力几乎没有影响;配筋率越大,梁构件的承载力越大,曲率反而减小。在参数分析的基础上,提出了复合配筋增强ECC梁/组合梁受弯承载力的简化计算方法,该简化计算结果与试验结果和理论结果吻合良好,验证了计算方法的准确性。(3)提出了一种新型U形ECC-FRP筋预制模板组合梁,是用U形ECC-FRP筋预制模板作为RC梁的一种模板。然后运用MATLAB软件对该梁构件的弯矩-曲率全过程进行数值计算,通过与试验对比验证了模型的准确性。随后,进行了参数分析,结果为截面尺寸和配筋率对梁的受弯性能影响较大;四种FRP筋中,CFRP筋对试件梁的受弯性能影响最大,延性最好;不同的ECC预制模板的侧板宽度对受弯性能几乎没有影响。最后提出该U形ECC-FRP筋预制模板组合梁的受弯承载力的简化计算方法,计算结果与试验结果和理论结果吻合良好,验证了计算方法的准确性。

贾红斌[5](2021)在《FRP与不锈钢混合配筋海水海砂混凝土方形短柱轴心受压性能》文中研究指明传统混凝土结构对淡水和河砂资源的过度消耗已造成一系列资源与环境问题。同时,21世纪将是海洋资源争夺的世纪,我国的沿海与岛礁建设迫在眉睫。如果能将海水海砂混凝土应用到建筑物中,既可解决资源短缺问题,也能达到节省建设与运输成本的效果。FRP筋作为一种轻质高强、耐腐蚀性能良好的材料可应用到海水海砂混凝土中,但其弹性模量低、受压时脆性破坏的特征需要改善。不锈钢筋作为一种耐腐蚀性能良好的材料,现阶段成本问题限制了其在工程中的使用。综合以上考虑,本文提出FRP与不锈钢混合配筋海水海砂混凝土柱这一新型构件形式,并对其轴心受压性能进行试验研究。主要研究内容及结论如下:(1)进行了75个海水海砂混凝土方形短柱轴心受压试验,研究了配筋类型、配筋率、混凝土强度等级、FRP筋类型等对海水海砂混凝土柱的破坏形态、变形协调性、承载力和延性的影响。试验结果表明,配置少量不锈钢筋的FRP筋海水海砂混凝土柱延性有所改善,为延性破坏模式;(2)基于FRP筋及不锈钢筋的本构关系,提出了纯GFRP筋柱、纯不锈钢筋柱以及FRP与不锈钢混合配筋混凝土柱的承载力计算公式。与试验结果进行了对比验证,结果表明,公式计算结果与试验结果吻合较好;(3)基于R.Park法计算了纯GFRP筋、纯不锈钢筋混凝土柱以及GFRP筋与不锈钢混合配筋混凝土柱的延性系数,定量分析了配筋类型与混凝土强度等级对混凝土柱延性的影响。纯不锈钢筋柱的延性最大,混合配筋柱的延性其次,纯GFRP筋柱的延性最小。混凝土强度等级的提高,会显着降低柱的延性。

卢世伟[6](2021)在《FRP持载加固混凝土柱理论及数值分析》文中进行了进一步梳理纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳和易于建造的特性而广泛应用于结构加固工程中,对于混凝土圆形截面柱,在轴向荷载作用下FRP约束应力沿圆周均匀分布,力学分析模型简易,所以已有众多学者开展了大量关于FRP约束圆形截面柱轴压性能的研究。然而在实际工程中,为了施工方便,大多数混凝土柱都是方形或者矩形截面。除此之外由于设计需要、施工误差以及地震、风荷载等偶然因素的作用会使混凝土柱除了承受轴向荷载外还会承受不同程度的弯矩作用。随着研究的深入,上述两种因素对于FRP加固混凝土柱力学性能影响的研究也日渐成熟。但更值得注意的是,由于结构服役荷载的存在,FRP加固都是在柱子持载的状态下进行施工的,而这一工程现象被大部分研究者所忽略。因此,开展FRP持载加固混凝土柱理论和数值模拟的研究,对于加固工程的实践具有重要的指导意义。本文的具体研究工作如下:(1)分析持载对于FRP约束混凝土的作用机理,建立一个考虑截面形状、加固形式、持载水平影响因素的FRP约束持载混凝土柱的全面数据库。通过建立的数据库分析比较现有的持载约束混凝土理论,确定持载对于FRP约束混凝土应力-应变关系模型的影响形式,建立FRP约束持载混凝土本构新模型。基于所提的新本构模型,建立考虑FRP纵向加固形式和偏心距影响的FRP持载加固RC柱偏压承载力计算公式,通过文献中相关试验结果验证了理论计算公式的准确性。(2)基于现有的FRP约束混凝土有限元理论,考虑持载的影响,分析拟合得到新的虚拟应力—应变法则从而能够准确刻画约束混凝土本构模型的硬化/软化行为,再结合其他塑性参数的设置进而建立起FRP持载约束混凝土新的有限元模拟方法,并用现存的相关试验数据验证该模拟方法的准确性。利用该有限元方法进行FRP和混凝土部件应力变化过程分析,研究持载对FRP加固混凝土柱受力全过程的影响,对FRP和混凝土之间的相互作用机理得到一个充分的认识。进行混凝土强度、FRP约束刚度、持载水平这三个主要变量的参数分析,确定了上述参数对FRP约束混凝土力学性能的影响。(3)通过提出的FRP持载约束混凝土的有限元模拟方法,进行扩大参数分析,对上述基于试验数据提出的持载约束混凝土峰值应力应变预测模型的准确性进行验证。根据有限元的模拟数据,通过拟合分析提出了考虑持载影响的环向-轴向应变关系,来准确预测FRP持载约束混凝土的膨胀性能。

蔡光福[7](2021)在《FRP约束高性能混凝土柱轴心受压力学性能研究》文中研究表明随着超高层建筑、大跨径桥梁及地下建筑等工程的兴起,对于混凝土结构的强度、耐久性、工作性等性能要求逐渐增加,然而在实际工程中,由于不利环境的影响(混凝土冻坏、老化等),混凝土不可避免的出现劣化问题,高性能混凝土的研究也变成目前热门的课题之一。目前关于纤维增强复合材料(FRP)约束高强混凝土柱的研究存在FRP约束柱破坏后碎散严重的问题,破坏后的试件破坏呈若干部分。本文针对FRP约束高强混凝土破坏程度大的问题,通过掺加钢纤维的方式来改善这一问题。本文先设计了高强自密实混凝土的配合比,并在此基准配合比上进一步设计得到钢纤维高强自密实混凝土的配合比。随后从FRP“边界约束”与钢纤维“内部约束”的角度出发,进行了FRP约束钢纤维高强自密实混凝土柱的轴心受压试验。主要结论如下:(1)通过高强自密实混凝土的配合比调配出钢纤维高强自密实混凝土的配合比,不同钢纤维掺量下的水胶比为0.3时,其流动性、填充性及钢筋间歇通过性能工作性能满足规范要求。通过FRP片材单轴拉伸试验与混凝土静力受压弹性模量试验获取有限元模拟所需的基本力学参数。(2)从FRP“边界约束”与钢纤维“内部约束”的角度出发,通过不同边界约束下FRP约束钢纤维高强混凝土圆柱的轴压试验结果,考察钢纤维对于高强混凝土圆柱的增强效果。试验结果表明:随着边界约束层数的增加,混凝土的轴压性能得到了显着的改善,与FRP“边界约束”相比,钢纤维“内部约束”作为内部混凝土的增强材料,是混凝土轴压性能的提升效果的次要因素。钢纤维的“内部约束”作用主要体现在改善高强混凝土柱的破坏形态,破坏后的钢纤维混凝土圆柱几乎保持着完整柱的形态,便于结构的二次加固。此外,钢纤维的“内部约束”作用能提高混凝土圆柱的延性,改善高强混凝土脆性大的缺点,且能在一定程度上提升高强混凝土柱的强度。(3)通过2层CFRP条带约束钢纤维高强自密实混凝土圆柱的轴压试验结果,初步考察了条带约束形式下钢纤维“内部约束”对于混凝土圆柱的增强效果。试验结果表明:在钢纤维“内部约束”作用下,2层CFRP条带约束高强混凝土圆柱的承载力及延性较无约束柱有一定的提升,但提升幅度有限,钢纤维的“内部约束”作用主要体现在改善试件的破坏形态方面。与全包裹形式CFRP约束柱一样,CFRP条带约束钢纤维高强混凝土圆柱破坏后仍保持着完整柱的形态。(4)通过不同边界约束下的CFRP约束钢纤维高强自密实混凝土方柱的轴压试验结果,考察钢纤维“内部约束”对于混凝土方柱的增强效果。试验结果表明:随着CFRP层数增加,高强混凝土方柱的承载性能得到显着改善;相较于素高强混凝土柱而言,钢纤维的“内部约束”作用对于高强混凝土方柱的轴压性能提升效果优于高强混凝土圆柱,表明钢纤维的掺入对于高强混凝土方柱的提升效果更显着;CFRP约束高强混凝土方柱的荷载-位移曲线表现出类似“屈服平台”的特征,荷载随轴向位移增长速度缓慢,且随着CFRP层数及钢纤维掺量的增加,“屈服平台”段长度增长。(5)通过ABAQUS有限元软件模拟了FRP约束高性能混凝土的轴压试验,模拟结果与试验结果吻合较好,为FRP约束高性能混凝土柱的承载力计算提供了依据。并通过有限元模拟了不同尺寸下CFRP约束高强混凝土圆柱的轴压试验,模拟结果表明,不同尺寸下CFRP约束高强混凝土圆柱的抗压强度几乎不存在尺寸效应。

程亮[8](2021)在《无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁抗弯性能研究》文中指出在钢筋混凝土结构(RC)加固领域,具备抗剥离性能高、抗外界不利因素等特点的嵌入式CFRP筋加固已经被证实是一种优于传统外贴加固的新型加固技术。目前,嵌入式(NSM)CFRP筋加固采用的粘接剂多为有机环氧树脂或无机水泥砂浆材料,前者虽加固效果较好,但有机胶施工作业有毒有害性大,耐高温耐火性能差,后者加固效果差,同时水泥生产能耗较大,不满足建筑业绿色环保的要求。为避免环氧树脂和水泥砂浆加固中的不利因素,本文提出将快硬早强且绿色环保的碱激发地聚物砂浆用于嵌入式CFRP筋加固RC梁。此外,为减轻构件的剥离破坏并进一步提高加固后RC构件的受力性能,本文还提出一种新型CFRP布条带缠绕锚固构造,对引入该种锚固构造加固后的构件受力性能也进行了一定的研究。本文采用试验研究、有限元验证与理论分析相结合的方法,首先对21根粘结加固试件进行了界面粘结性能的基础性研究,得到了粘接剂类型、开槽宽度和锚固数量对粘结极限荷载的影响规律,再在粘结性能研究的基础上,将无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固体系应用于抗弯加固RC梁,对5根RC梁进行了抗弯性能试验研究,探究了粘接剂类型、粘结长度和锚固构造对加固后RC梁抗弯性能的影响规律。主要内容如下:(1)对21根试件开展嵌入式CFRP筋-无机胶-混凝土界面粘结性能试验研究,揭示粘接剂类型、开槽宽度以及锚固措施等因素对嵌入式加固体系破坏模式、荷载-位移曲线的影响,结果表明:环氧树脂试件的极限拉拔荷载最高,水泥砂浆试件的极限荷载大约仅为地聚物试件的33%;开槽宽度增大20%对极限荷载的提高幅度仅为3%左右;锚固数量为1、2和3个对极限荷载的提高分别为14%、25%和28%。此外,通过回归分析拟合出合理的界面平均粘结应力-滑移模型。(2)在粘结性能试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件中的内聚力单元对无机胶粘贴CFRP筋粘结性能试验进行了相应的有限元模拟验证,对比试验结果,证明了采用内聚力模型进行有限元模拟的合理性。(3)设计并制作了5根RC梁开展无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁抗弯性能试验研究,探究了无机粘接剂类型、CFRP筋粘结长度以及锚固构造对RC梁破坏模式、荷载-跨中挠度曲线、应变、刚度和延性以及耗能性能的影响规律,结果表明:水泥砂浆试件的剥离破坏最严重,加固比率为0.5的试件极限荷载最低,带锚固构造试件破坏程度轻且极限荷载和耗能性能均最高。(4)在加固梁试验研究的基础上,进行无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁的有限元模拟,将模拟值与试验值拟合,提出了合理的加固梁有限元模型。此外,基于目前嵌入式加固梁计算理论,对梁极限荷载和挠度进行预测计算,证明了规范推荐的计算理论模型能够进行无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固梁抗弯设计。(5)在加固梁有限元模型的基础上,进行嵌入式加固RC梁有限元变参分析,分析了开槽尺寸、CFRP筋直径(加固量)、FRP筋材料种类(弹性模量)等因素对加固梁破坏模式和抗弯性能的影响规律,将有限元和相应理论分析结果进行了比较。

关纪文[9](2021)在《CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能研究》文中研究表明随着我国南海诸岛上的建设逐渐增多,对建筑原材料的需求量与日俱增。而大多数海岛远离内陆,若混凝土原料均从内陆运输,必会浪费大量运输成本、时效。珊瑚混凝土作为轻骨料混凝土,它以珊瑚碎屑、海砂作为粗、细骨料,并与海水搅拌制成,因此除水泥外的原料,均可就地取材于海岛上。同时,以纤维增强塑料筋(Fiber Reinforced Polymer Rebar,简称FRP筋)作为结构增强筋,不仅承载力满足要求,还能有效解决普通钢筋因氯盐而发生严重锈蚀等耐久性问题。然而,目前对FRP筋-珊瑚混凝土结构的研究,大多只局限于粘结性、耐久性及受弯性能等方面,很少涉及构件的受压力学性能。此外,鉴于FRP筋、珊瑚混凝土均为新型材料,其本构关系、力学行为比较特殊,因此无论是传统的普通钢筋混凝土受压构件理论,还是现有的FRP筋增强普通混凝土柱的相关研究,对分析FRP筋-珊瑚混凝土柱的力学行为都存在明显的局限性。本文以CFRP筋作为构件的增强筋,研究CFRP筋-珊瑚混凝土柱的偏心受压力学性能,主要工作开展如下:(1)对CFRP筋的抗压力学性能进行试验。研究长细比、直径对CFRP筋抗压性能的影响,观察筋材破坏形态,量测抗压强度、峰值应变、压缩弹性模量,绘制应力-应变曲线、荷载-位移曲线。(2)对CFRP筋-珊瑚混凝土柱进行偏心受压试验。量测不同偏心距试件的极限承载力、混凝土应力、CFRP纵筋应力、位移及柱中挠度;观察构件破坏特征,分析破坏机理,探究其与普通钢筋混凝土柱的异同。最后,基于材料基本属性及破坏形态,对CFRP纵筋的力学表现进行定量分析,为建立CFRP筋-珊瑚混凝土柱承载力计算方法提供思路。(3)对CFRP筋-珊瑚混凝土偏压柱进行ANSYS数值分析。基于C30珊瑚混凝土、CFRP筋的材料特性,合理选用材料单元,正确建立偏压构件非线性分析模型;并基于该模型,研究长细比、纵筋率、箍筋间距三种因素对构件力学行为的影响。(4)提出CFRP筋-珊瑚混凝土柱偏压承载力计算方法。基于构件破坏机理及模拟计算结果,讨论CFRP筋的附加总应力、二阶弯矩效应对CFRP筋-珊瑚混凝土柱承载力的影响,并对现有规范中的偏心受压构件的承载力计算公式进行适应性修正。

杨帅[10](2020)在《FRP筋混凝土梁柱节点的滞回性能试验及有限元分析》文中研究说明钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构过早损坏,无法达到设计使用年限的原因之一,采用传统的防止锈蚀方法难以达到良好的效果。采用FRP(Fiber Reinforced Polymer)筋替代或部分替代钢筋用于混凝土结构中可以有效的解决钢筋的锈蚀问题,因此开展FRP筋混凝土结构性能研究具有重要的应用价值。目前国内外在FRP筋混凝土结构方面的研究主要集中于构件(如梁、柱)的结构性能研究,而对FRP筋混凝土框架抗震性能的研究相对较少。框架节点是结构在地震耗能中最重要的组成部分,节点一旦失效就会导致整体结构的失效或倒塌,节点的抗震性能研究是框架结构整体抗震性能研究中的一个重要环节,因此,本文在前期进行FRP筋混凝土梁、柱构件结构性能的研究基础上,进一步对FRP筋梁柱节点抗震性能进行研究。本文设计制作了6个1/2缩尺框架梁柱节点试件,构件类型为T型边节点和十字型中节点,配筋分别为普通钢筋、全BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋以及全GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋。通过低周往复加载试验,记录试件在低周反复荷载作用下变形、开裂、破坏的试验现象和数据,分析不同类型不同配筋的框架梁柱节点的破坏形态、耗能能力、刚度退化以及延性性能等滞回性能。利用数值仿真软件ABAQUS对梁柱节点进行有限元分析,将模拟结果与试验结果进行对比验证,通过改变不同参数进一步探讨不同因素对节点抗震性能的影响。主要研究成果汇总如下:(1)FRP筋强度高、重量轻、耐腐蚀,替换钢筋作为受力筋使用于混凝土结构中,具有良好的受力变形性能和卸载复位性能,可以发挥出其自身优良的材料优势。(2)采用FRP筋与混凝土结合制作的梁柱节点试件,表现出良好的变形和承载性能,即使在加载后期,FRP筋混凝土节点试件的承载力并没有明显降低。其主要的破坏形态发生在节点内侧梁端,主要体现为梁端的弯曲破坏,裂缝开展首先出现内侧梁端,之后向外均匀发展,在整根梁上均匀密布。由于FRP筋的弹性模量低于钢筋,FRP筋混凝土节点试件初始刚度小于钢筋混凝土节点,但是刚度退化速度较缓慢,与钢筋混凝土节点相近。其耗能能力与延性比略低于钢筋混凝土,但具备优良的变形恢复能力,节点的总体抗震性能仍具备一定的优势。(3)通过对现场试验过程、试验现象、试验数据以及整理得出的滞回曲线、骨架曲线等等进行分析研究能够看出,由于FRP筋没有明显的屈服点,所以在整个过程中一直处于弹性阶段,与混凝土之间的协同工作能力较好,应力可以从中均匀向梁外端传递,裂缝分布密且均匀,不像钢筋节点主要集中到梁柱塑性铰区破坏,在一定程度上提高了结构的抗震性能。(4)通过ABAQUS数值仿真有限元分析软件对FRP筋混凝土框架梁柱节点进行模拟分析,并与现场试验结果进行对比,模拟结果与现场试验结果比较吻合,数据模型可用于FRP筋混凝土框架节点抗震性能分析。进而改变参数对FRP筋混凝土梁柱节点进行模拟计算,结果显示框架节点轴压比、梁端配筋率的增加,梁柱节点的承载力都有一定程度的提高。

二、GFRP/CFRP混合纤维延性分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、GFRP/CFRP混合纤维延性分析(论文提纲范文)

(1)GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 FRP约束完好混凝土柱试验研究
        1.2.2 FRP约束损伤混凝土柱试验研究
        1.2.3 钢纤维砂浆加固混凝土研究现状
        1.2.4 FRP约束混凝土柱有限元分析研究现状
    1.3 问题的提出及选题的意义
    1.4 本文的研究内容及技术路线
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 本文主要技术路线
2 GFRP与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱轴压性能试验
    2.1 试件的设计
    2.2 试验材料力学性能
    2.3 试验加载及测点布置
    2.4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析
        2.4.1 组合柱轴压试验现象
        2.4.2 组合柱荷载-位移曲线分析
    2.5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析
        2.5.1 组合柱轴压试验现象
        2.5.2 组合柱荷载-位移曲线分析
    2.6 本章小结
3 GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱非线性数值分析模型
    3.1 ABAQUS简介
    3.2 单层板弹性常数和极限强度的预测
        3.2.1 单层板弹性常数的确定
        3.2.2 单层板极限强度的确定
    3.3 材料的本构模型
        3.3.1 混凝土本构
        3.3.2 钢纤维砂浆本构
        3.3.3 GFRP的本构关系
        3.3.4 钢材本构关系
    3.4 有限元模型的建立
        3.4.1 单元选取与网格划分
        3.4.2 材料界面相互作用关系
        3.4.3 边界条件及加载方式
        3.4.4 非线性方程求解过程
    3.5 本章小结
4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析
    4.1 有限元模型验证
        4.1.1 试件荷载-位移曲线
        4.1.2 试件变形图
        4.1.3 试件应力云图
    4.2 有限元参数扩展分析
        4.2.1 承载力与GFRP管纤维缠绕角度的关系
        4.2.2 承载力与截面加载方式的关系
        4.2.3 承载力分别与损伤程度及核心混凝土强度等级的关系
        4.2.4 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系
    4.3 承载力计算公式
        4.3.1 极限平衡理论
        4.3.2 叠加法
    4.4 本章小结
5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析
    5.1 有限元模型验证
        5.1.1 试件荷载-位移曲线
        5.1.2 试件变形图
        5.1.3 试件应力云图
    5.2 有限元参数扩展分析
        5.2.1 承载力与GFRP条带层数的关系
        5.2.2 承载力与GFRP条带间距关系
        5.2.3 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系
    5.3 承载力计算公式
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(2)GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 海洋混凝土国内外研究现状
        1.2.1 海洋材料
        1.2.1.1 珊瑚粗骨料
        1.2.1.2 珊瑚细骨料
        1.2.1.3 海砂
        1.2.1.4 海水
        1.2.1.5 骨料改性
        1.2.2 珊瑚混凝土
        1.2.2.1 珊瑚混凝土的配制
        1.2.2.2 珊瑚混凝土的微观特性
        1.2.2.3 珊瑚砂混凝土的力学性能
        1.2.2.4 珊瑚骨料混凝土的力学性能
        1.2.2.5 纤维珊瑚混凝土的力学性能
        1.2.2.6 FRP筋及钢筋珊瑚混凝土的黏结性能
        1.2.2.7 珊瑚混凝土的耐久性能
        1.2.2.8 钢筋及钢管珊瑚混凝土构件的力学性能
        1.2.3 海砂海水混凝土
        1.2.3.1 海砂海水混凝土力学性能
        1.2.3.2 海砂海水混凝土的耐久性能
        1.2.3.3 FRP筋海砂海水混凝土的黏结性能
        1.2.3.4 海砂海水混凝土柱的力学性能
        1.2.3.5 海砂海水混凝土梁的力学性能
    1.3 本文主要研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新点
第二章 海洋混凝土力学性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验材料及性能
        2.2.1 粗骨料
        2.2.2 细骨料与拌养水
        2.2.3 矿物掺合料
        2.2.4 减水剂
    2.3 试件设计及制作
    2.4 试验加载装置及加载制度
    2.5 试验加载过程与试验现象
        2.5.1 海洋混凝土立方体试件
        2.5.2 海洋混凝土圆柱体试件
    2.6 试验结果与分析
        2.6.1 海洋混凝土圆柱体试件应力-应变曲线
        2.6.2 物理及力学性能参数
        2.6.2.1 物理性能参数
        2.6.2.2 力学性能参数
        2.6.3 影响因素分析
        2.6.3.1 海砂取代率的影响
        2.6.3.2 混凝土强度等级的影响
        2.6.3.3 减水剂与水泥质量比的影响
        2.6.3.4 复掺矿物掺合料类型的影响
        2.6.3.5 拌养水类型的影响
        2.6.3.6 粗骨料类型的影响
        2.6.3.7 海洋潮汐区暴露龄期的影响
    2.7 海洋混凝土圆柱体与立方体抗压强度关系
    2.8 海洋混凝土单轴受压应力-应变本构关系
        2.8.1 无量纲化海洋混凝土应力-应变本构曲线
        2.8.2 海洋混凝土的本构方程
    2.9 本章小结
第三章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土短柱轴压试验研究
    3.1 引言
    3.2 试验概况
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试件设计及制作
        3.2.3 试验加载与测量方案
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        3.3.2 荷载-位移曲线
        3.3.3 GFRP筋荷载-应变曲线
        3.3.3.1 GFRP螺旋筋荷载-环向应变关系曲线
        3.3.3.2 GFRP纵筋荷载-纵向应变关系曲线
        3.3.4 钢筋荷载-应变曲线
        3.3.4.1 螺旋钢筋荷载-环应变关系曲线
        3.3.4.2 纵向钢筋荷载-应变关系
        3.3.5 力学性能参数
    3.4 影响因素分析
        3.4.1 海砂取代率的影响
        3.4.2 混凝土强度等级的影响
        3.4.3 不同阻锈方式的影响
        3.4.4 体积配箍率(箍筋间距和直径)的影响
        3.4.4.1 箍筋间距的影响
        3.4.4.2 箍筋直径的影响
        3.4.5 纵筋配筋率的影响
        3.4.6 截面尺寸的影响
        3.4.7 应变贴片方式影响
        3.4.8 暴露龄期影响
    3.5 刚度退化分析
    3.6 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构模型
        3.6.1 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变曲线计算
        3.6.2 无量纲化GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变曲线
        3.6.3 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构模型
    3.7 本章小结
第四章 GFRP筋海砂海水混凝土短柱轴压试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验概况
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试件设计及加载
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        4.3.2 荷载-位移曲线
        4.3.3 GFRP螺旋筋的荷载-环向应变曲线
        4.3.4 GFRP筋的荷载-纵向应变曲线
        4.3.5 特征点参数
    4.4 影响因素分析
        4.4.1 混凝土强度等级的影响
        4.4.2 体积配箍率(箍筋间距和直径)的影响
        4.4.2.1 GFRP箍筋间距的影响
        4.4.2.2 GFRP箍筋直径的影响
        4.4.3 纵筋配筋率的影响
        4.4.4 截面尺寸的影响
        4.4.5 暴露龄期的影响
    4.5 刚度退化分析
    4.6 影响因素大小分析及承载力计算
    4.7 约束海砂海水混凝土应力-应变本构曲线
        4.7.1 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变曲线计算
        4.7.2 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变曲线
        4.7.3 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变本构模型
    4.8 本章小结
第五章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土梁的力学性能试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验概况
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 试件设计及加载
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        5.3.2 荷载-挠度曲线
        5.3.3 海洋混凝土梁荷载-初始裂缝宽度曲线
        5.3.4 海洋混凝土梁荷载-纵筋应变曲线
        5.3.5 海洋混凝土梁截面应变分布
        5.3.6 特征点参数
    5.4 影响因素分析
        5.4.1 海砂取代率的影响
        5.4.2 阻锈方式的影响
        5.4.3 纵筋配筋率的影响
        5.4.4 剪跨比的影响
        5.4.5 暴露龄期的影响
    5.5 影响因素大小分析及承载力计算
    5.6 本章小结
第六章 GFRP筋海洋混凝土构件数值模拟分析
    6.1 引言
    6.2 数值模型
        6.2.1 海洋混凝土本构模型
        6.2.2 GFRP筋本构模型
        6.2.3 单元类型
        6.2.4 约束类型
        6.2.5 荷载与边界条件
        6.2.6 非线性求解
    6.3 数值模型与试验结果验证
        6.3.1 GFRP筋海洋混凝土梁数值分析与试验结果验证
        6.3.2 GFRP筋海洋混凝土柱数值分析与试验结果验证
    6.4 GFRP筋海洋混凝土梁参数扩展分析
        6.4.1 FRP筋海洋混凝土梁数值分析参数
        6.4.2 FRP筋海洋混凝土梁数值分析结果及力学性能指标
        6.4.3.1 混凝土强度等级的影响
        6.4.3.2 FRP筋类型的影响
        6.4.3.3 配筋率的影响
    6.5 影响因素大小分析
    6.6 本章小结
第七章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件承载力计算
    7.1 引言
    7.2 GFRP筋海洋混凝土柱峰值应力和峰值应变
        7.2.1 峰值应力
        7.2.2 峰值应变
    7.3 GFRP筋海砂海水混凝土柱峰值应力和峰值应变
        7.3.1 峰值应力
        7.3.2 峰值应变
    7.4 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土柱承载力计算
        7.4.1 试验验证GFRP筋抗拉强度与抗压强度关系
        7.4.2 GFRP筋与海洋混凝土材料退化系数
        7.4.3 GFRP筋海洋混凝土柱承载力计算
        7.4.4 防腐钢筋海洋混凝土柱承载力计算
    7.5 GFRP筋海砂海水混凝土柱承载力计算
    7.6 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土梁承载力计算
        7.6.1 GFRP筋海洋混凝土梁承载力计算
        7.6.1.1 计算假定
        7.6.1.2 中国FRP筋混凝土梁抗弯承载力计算理论
        7.6.1.3 美国FRP筋混凝土抗弯承载力计算理论
        7.6.1.4 加拿大FRP筋混凝土抗弯承载力计算理论
        7.6.1.5 GFRP筋海洋混凝土梁抗弯承载力计算理论
        7.6.2 防腐钢筋海洋混凝土梁承载力计算
    7.7 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间期间发表论文情况

(3)FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢-混凝土组合柱
        1.2.2 FRP约束混凝土柱轴压性能
        1.2.3 FRP约束钢骨混凝土柱抗震试验
        1.2.4 FRP约束混凝土有限元模型
        1.2.5 已有研究的不足
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
第2章 基于轴压试验的FRP管约束钢骨混凝土方柱截面选择
    2.1 引言
    2.2 试验方案
        2.2.1 试验工况
        2.2.2 材料性能
        2.2.3 加载量测装置
    2.3 试验结果与分析
        2.3.1 破坏模式及环向应变分析
        2.3.2 单调受压试验结果
        2.3.3 反复受压试验结果
    2.4 本章小结
第3章 FCRC方柱单调受压性能与约束机理分析
    3.1 引言
    3.2 试验方案
        3.2.1 试验工况
        3.2.2 加载量测装置
        3.2.3 材料性能
    3.3 试验结果
        3.3.1 破坏模式
        3.3.2 试验结果分析
    3.4 FCRC方柱约束机理分析
        3.4.1 有效约束区域
        3.4.2 有效约束应力
        3.4.3 约束系数的适用范围
        3.4.4 面向分析的混凝土本构模型
        3.4.5 有限元模型验证
    3.5 本章小结
第4章 FCRC方柱反复受压性能与滞回本构模型
    4.1 引言
    4.2 试验方案
        4.2.1 试验工况
        4.2.2 试验材性与加载方案
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 破坏模式
        4.3.2 荷载-变形关系
        4.3.3 残余应变-卸载应变关系
        4.3.4 再加载模量与卸载模量
        4.3.5 FRP管应变分析
        4.3.6 钢骨应变分析
    4.4 反复受压滞回本构模型
        4.4.1 面向设计的混凝土本构(骨架曲线)模型
        4.4.2 加卸载准则
    4.5 本章小结
第5章 FCRC方柱拟静力试验
    5.1 引言
    5.2 试验方案
        5.2.1 试验工况
        5.2.2 加载装置
        5.2.3 加载制度
    5.3 破坏模式
        5.3.1 FCRC试件
        5.3.2 CRC试件
    5.4 试验结果分析
        5.4.1 荷载-位移滞回曲线
        5.4.2 骨架曲线
        5.4.3 残余位移角
        5.4.4 能量耗散
        5.4.5 等效粘滞阻尼系数
    5.5 本章小结
第6章 FCRC方柱有限元分析及荷载-位移恢复力模型
    6.1 引言
    6.2 有限元模型
        6.2.1 截面划分与单元
        6.2.2 材料本构模型
    6.3 模型验证结果
    6.4 FCRC方柱水平荷载-水平位移模型
        6.4.1 有限元分析参数
        6.4.2 参数统计分析
        6.4.3 参数回归分析
    6.5 FCRC方柱水平荷载-水平位移恢复力模型
    6.6 FCRC方柱抗震设计算例
    6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(4)复合配筋增强ECC-混凝土组合梁受弯性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 ECC的研究现状
        1.2.2 钢筋增强ECC构件受弯性能研究现状
        1.2.3 FRP筋增强构件受弯性能研究现状
        1.2.4 复合配筋构件的受弯性能研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文研究框架
第二章 静载受弯试验方案设计及方法
    2.1 引言
    2.2 试验方案
        2.2.1 试件工况
        2.2.2 试件制作
        2.2.3 界面处理效果
    2.3 试验材料特性
        2.3.1 ECC材料和混凝土材料
        2.3.2 钢筋和FRP筋
    2.4 加载方案
    2.5 数据采集及测点布置
        2.5.1 荷载值
        2.5.2 钢筋和FRP筋应变
        2.5.3 混凝土/ECC的应变及挠度
        2.5.4 裂缝的开展情况
    2.6 本章小结
第三章 试验结果分析
    3.1 引言
    3.2 试验现象及破坏形态
        3.2.1 复合配筋混凝土梁
        3.2.2 复合配筋增强ECC梁
        3.2.3 复合配筋混凝土-ECC组合梁
    3.3 跨中区域混凝土/ECC沿梁截面高度方向的平均应变
    3.4 裂缝模式
    3.5 弯矩-挠度曲线分析
        3.5.1 弯矩-挠度曲线
        3.5.2 开裂弯矩
        3.5.3 屈服弯矩
        3.5.4 极限弯矩
    3.6 弯矩-应变曲线分析
        3.6.1 钢筋弯矩-应变曲线分析
        3.6.2 FRP筋弯矩-应变曲线分析
    3.7 裂缝发展分析
        3.7.1 裂缝条数
        3.7.2 裂缝宽度对比
    3.8 延性分析
    3.9 本章小结
第四章 复合配筋增强ECC梁/ECC-混凝土组合梁受弯性能理论分析
    4.1 引言
    4.2 基本假定
    4.3 梁构件受力全过程分析
        4.3.1 梁构件弯矩-曲率曲线全过程分析流程图
        4.3.2 ECC梁受弯性能理论分析全过程
        4.3.3 组合梁受弯性能理论分析全过程
    4.4 理论结果和试验结果对比
        4.4.1 复合配筋增强ECC梁弯矩-曲率关系验证
        4.4.2 复合配筋ECC-混凝土组合梁弯矩-曲率关系验证
    4.5 参数分析
        4.5.1 截面尺寸对受弯性能的影响
        4.5.2 ECC替换高度对受弯性能的影响
        4.5.3 混凝土抗压强度对受弯性能的影响
        4.5.4 ECC材料参数对受弯性能的影响
        4.5.5 配筋率对受弯性能的有影响
    4.6 复合配筋增强ECC梁受弯承载力简化计算
        4.6.1 正截面受弯极限承载力的简化计算
        4.6.2 界限配筋率
        4.6.3 最小配筋率
    4.7 复合配筋增强ECC-混凝土组合梁受弯承载力简化计算
        4.7.1 正截面受弯承载力的简化计算
        4.7.2 界限配筋率
        4.7.3 最小配筋率
        4.7.4 正截面受弯承载力简化计算的验证
    4.8 本章小结
第五章 U形ECC-FRP筋预制模板组合梁受弯性能理论分析
    5.1 引言
    5.2 U形ECC-FRP筋预制模板组合梁弯矩-曲率验证
    5.3 参数分析
        5.3.1 截面尺寸对受弯性能的影响
        5.3.2 配筋率对受弯性能的影响
        5.3.3 FRP筋种类对受弯性能的影响
        5.3.4 ECC模板侧板的宽度对受弯性能的影响
    5.4 U形ECC-FRP筋预制模板组合梁受弯承载力简化计算
        5.4.1 U型ECC预制模板的侧板和底板的最佳高度
        5.4.2 正截面受弯承载力的简化计算
        5.4.3 正截面受弯承载力简化计算的验证
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢

(5)FRP与不锈钢混合配筋海水海砂混凝土方形短柱轴心受压性能(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 海水海砂混凝土基本性能
        1.2.2 海水海砂混凝土单轴受压本构关系
        1.2.3 海水海砂混凝土柱轴心受压性能
        1.2.4 FRP筋柱轴心受压性能
        1.2.5 不锈钢筋柱轴心受压性能
        1.2.6 FRP与钢混合配筋柱轴心受压性能
    1.3 本文主要研究内容
2 FRP与不锈钢混合配筋混凝土柱轴心受压试验
    2.1 试验概况
        2.1.1 试件设计
        2.1.2 材料力学性能
        2.1.3 试件制作
    2.2 加载方案及试验过程
        2.2.1 加载方案
        2.2.2 试验过程
    2.3 试验结果与分析
        2.3.1 破坏过程与破坏形态
        2.3.2 轴压试验结果
        2.3.3 变形协调分析
        2.3.4 承载力分析与模型计算
    2.4 小结
3 FRP与不锈钢混合配筋轴心受压混凝土柱延性分析
    3.1 延性分析方法
    3.2 轴心受压柱的荷载—位移曲线
    3.3 轴心受压柱延性系数计算结果
    3.4 配筋类型对延性的影响
        3.4.1 C20 混凝土柱不同配筋类型延性分析
        3.4.2 C30 混凝土柱不同配筋类型延性分析
        3.4.3 C40 混凝土柱不同配筋类型延性分析
        3.4.4 配筋类型对延性的影响
    3.5 混凝土强度对延性的影响
    3.6 小结
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(6)FRP持载加固混凝土柱理论及数值分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 FRP在混凝土结构中的应用
        1.2.2 FRP加固混凝土圆形截面柱的研究现状
        1.2.3 FRP加固混凝土矩形截面柱的研究现状
        1.2.4 FRP加固偏心受压混凝土柱的研究现状
        1.2.5 FRP持载加固混凝土柱的研究现状
        1.2.6 FRP约束混凝土有限元模拟的研究现状
    1.3 本文的主要研究工作
2 FRP持载加固混凝土柱偏压承载力计算
    2.1 引言
    2.2 应力-应变关系模型
    2.3 极限承载力计算公式
    2.4 本章小结
3 FRP持载约束混凝土有限元方法的建立
    3.1 引言
    3.2 外部模型的建立
        3.2.1 单元类型以及界面接触的定义
        3.2.2 荷载以及边界约束的定义
        3.2.3 网格划分
    3.3 内部材料属性的定义
        3.3.1 FRP材料
        3.3.2 混凝土模型概述
        3.3.3 混凝土损伤塑性模型
        3.3.4 改进混凝土损伤塑性模型
        3.3.5 新有限元方法的验证
    3.4 有限元参数设置
    3.5 应力分析
        3.5.1 混凝土应力分析
        3.5.2 FRP应力分析
    3.6 参数分析
        3.6.1 荷载—位移曲线
        3.6.2 混凝土强度的影响
        3.6.3 约束刚度的影响
    3.7 本章小结
4 FRP持载约束混凝土数值模拟理论的应用
    4.1 引言
    4.2 峰值应力和应变模型的验证
    4.3 横向-轴向应变关系的修正
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(7)FRP约束高性能混凝土柱轴心受压力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 FRP约束柱研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 钢纤维混凝土研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容与技术路线
第二章 试验原材料及性能测试
    2.1 试验设计
    2.2 材料参数
        2.2.1 水泥及水泥混凝土
        2.2.2 纤维布及环氧树脂浸渍胶
    2.3 试验配合比设计
        2.3.1 配合比初步设计
        2.3.2 配合比调整
    2.4 混凝土工作性能测试
        2.4.1 坍落扩展度
        2.4.2 J环试验
        2.4.3 V型漏斗试验
        2.4.4 L型仪试验
    2.5 FRP片材单轴拉伸试验
        2.5.1 FRP片材制作
        2.5.2 FRP片材拉伸试验结果
    2.6 混凝土静力受压弹性模量试验
    2.7 本章小结
第三章 FRP约束高性能素混凝土圆柱轴压性能研究
    3.1 试验设计
        3.1.1 试验方案
        3.1.2 FRP约束高强混凝土柱制作流程
    3.2 试验现象与结果分析
        3.2.1 试验现象与破坏形态
        3.2.2 荷载-位移曲线分析
        3.2.3 承载力分析
        3.2.4 荷载-应变分析
        3.2.5 延性分析
    3.3 本章小结
第四章 FRP约束高性能钢纤维混凝土圆柱轴压性能研究
    4.1 纤维混凝土的阻裂增韧及增强机理
    4.2 试验设计
    4.3 试验现象与结果分析
        4.3.1 试验现象与破坏形态
        4.3.2 荷载-位移曲线分析
        4.3.3 承载力分析
        4.3.4 荷载-应变分析
        4.3.5 延性分析
        4.3.6 CFRP条带约束混凝土柱试验分析
    4.4 本章小结
第五章 CFRP约束高性能混凝土方柱轴压性能研究
    5.1 试验设计
        5.1.1 试验方案
        5.1.2 试件制作
    5.2 FRP约束混凝土方柱受力分析
    5.3 试验现象与结果分析
        5.3.1 试验现象与破坏形态
        5.3.2 荷载-位移曲线分析
        5.3.3 承载力分析
        5.3.4 荷载-应变分析
        5.3.5 延性分析
    5.4 本章小结
第六章 FRP约束高性能混凝土柱数值模拟分析
    6.1 材料本构
        6.1.1 FRP本构关系
        6.1.2 混凝土受压本构关系
    6.2 有限元模型的建立
        6.2.1 单元类型与网格划分
        6.2.2 材料参数设置
        6.2.3 界面处理
        6.2.4 边界条件、加载方式及破坏条件
    6.3 数值模拟结果及分析
        6.3.1 应力云图分析
        6.3.2 极限承载力分析
        6.3.3 轴向荷载-应变分析
        6.3.4 不同尺寸下混凝土圆柱计算结果分析
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果

(8)无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁抗弯性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 嵌入式(NSM)加固体系界面粘结性能国内外研究现状
        1.2.2 嵌入式(NSM)加固RC梁抗弯性能国内外研究现状
    1.3 本文研究思路和技术路线
    1.4 本文研究内容和目标
2 无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固体系粘结性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 试件设计和制作
        2.2.1 试件设计
        2.2.2 试件制作
    2.3 试件加载和数据量测
        2.3.1 试件加载
        2.3.2 数据量测
    2.4 试验结果分析
        2.4.1 破坏模式
        2.4.2 荷载-位移曲线
        2.4.3 界面平均粘结应力-滑移模型
    2.5 本章小结
3 无机胶粘贴嵌入式CFRP筋粘结试验有限元模型验证
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 有限元分析软件的选用
        3.2.2 内聚力单元(Cohesive Element)的运用
        3.2.3 材料本构模型
        3.2.4 实例装配与相互作用
        3.2.5 边界条件与荷载施加
        3.2.6 有限元模型单元与网格划分
    3.3 有限元结果与试验结果对比分析
        3.3.1 不同粘接剂类型试件
        3.3.2 不同开槽宽度试件
        3.3.3 不同锚固构造数量试件
    3.4 本章小结
4 无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁抗弯性能试验研究
    4.1 引言
    4.2 试件设计及制作
        4.2.1 试件设计
        4.2.2 试件制作
    4.3 试验加载及测点布置
        4.3.1 加载方案
        4.3.2 量测内容及测点布置
    4.4 试验过程及现象
        4.4.1 CB试件
        4.4.2 CM-1400 试件
        4.4.3 AAS-1400 试件
        4.4.4 AAS-1000 试件
        4.4.5 AAS-1400-A试件
    4.5 试验结果分析
        4.5.1 破坏模式
        4.5.2 荷载-跨中挠度曲线
        4.5.3 纵向钢筋及CFRP筋应变分析
        4.5.4 刚度及延性分析
        4.5.5 耗能性能分析
        4.5.6 参数分析及加固设计建议
    4.6 本章小结
5 无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁有限元及理论研究
    5.1 引言
    5.2 有限元模拟研究
        5.2.1 材料本构及单元设置
        5.2.2 实例装配及相互作用
        5.2.3 边界条件及荷载施加
        5.2.4 模型单元及网格划分
        5.2.5 有限元与试验结果对比分析
    5.3 理论分析研究
        5.3.1 计算假定
        5.3.2 计算模型
        5.3.3 理论值与试验值的比较
    5.4 有限元变参及相应理论验证
        5.4.1 有限元变参分析
        5.4.2 理论模型验证
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在读期间的研究成果
致谢

(9)CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 珊瑚混凝土相关研究动态
        1.2.1 珊瑚混凝土的特点
        1.2.2 国内相关研究
        1.2.3 国外相关研究
    1.3 FRP筋相关研究动态
        1.3.1 FRP筋的特点及工程应用
        1.3.2 国内相关研究
        1.3.3 国外相关研究
    1.4 FRP材料增强混凝土偏压柱相关研究动态
        1.4.1 国内相关研究
        1.4.2 国外相关研究
    1.5 本文研究的必要性与创新点
        1.5.1 本文研究的必要性
        1.5.2 本文研究的创新点
    1.6 本文研究的内容
        1.6.1 本文研究的主要内容
        1.6.2 技术路线图
第2章 CFRP筋单轴抗压性能试验
    2.1 试验方案
        2.1.1 试件的设计与制作
        2.1.2 试验加载方式
    2.2 试验现象及破坏形态
        2.2.1 试验现象
        2.2.2 试验破坏形态
    2.3 试验结果分析
        2.3.1 试验结果汇总
        2.3.2 应力-应变曲线
        2.3.3 长细比的影响
        2.3.4 直径的影响
        2.3.5 力-位移曲线
        2.3.6 筋材压缩参数
    2.4 本章小结
第3章 CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压试验
    3.1 试件设计与制作
        3.1.1 试验材料性能
        3.1.2 配合比设计
        3.1.3 试件制作
    3.2 试验材料基本力学性能
        3.2.1 抗压强度、劈裂强度
        3.2.2 弹性模量、泊松比
    3.3 试件加载方式
    3.4 试验结果与分析
        3.4.1 试验结果汇总
        3.4.2 试验现象
        3.4.3 与普通钢筋混凝土柱破坏形态对比分析
    3.5 试件受力性能分析
        3.5.1 混凝土应力分析
        3.5.2 CFRP纵筋应力分析
        3.5.3 位移、挠度曲线分析
    3.6 本章小结
第4章 偏心受压柱ANSYS有限元分析
    4.1 ANSYS有限元模型
        4.1.1 ANSYS软件简介
        4.1.2 非线性分析
        4.1.3 基本假定
        4.1.4 收敛准则
        4.1.5 破坏准则
    4.2 单元选取及模型建立
        4.2.1 常用的钢筋混凝土有限元模型
        4.2.2 珊瑚混凝土单元
        4.2.3 CFRP筋单元
        4.2.4 刚性单元
        4.2.5 试件模型建立
    4.3 偏心距的影响
        4.3.1 ANSYS计算结果与试验结果对比
        4.3.2 试件模型轴向应力、位移分布
        4.3.3 各试件ANSYS模拟曲线与试验曲线对比
    4.4 长细比的影响
        4.4.1 ANSYS计算结果
        4.4.2 试件模型轴向应力分布
        4.4.3 不同长细比试件荷载-应力、荷载-挠度曲线
    4.5 纵筋率的影响
        4.5.1 ANSYS计算结果
        4.5.2 试件模型轴向应力分布
        4.5.3 不同纵筋率试件荷载-应力曲线
    4.6 箍筋间距的影响
        4.6.1 ANSYS计算结果
        4.6.2 试件模型轴向应力分布
        4.6.3 不同箍筋间距试件荷载-应力曲线
    4.7 本章小结
第5章 偏心受压承载力计算
    5.1 基本假定
    5.2 配筋率计算
        5.2.1 最小配筋率
        5.2.2 界限配筋率
    5.3 正截面承载力计算
        5.3.1 全截面受压破坏
        5.3.2 部分截面受压破坏
        5.3.3 理论计算值同试验值对比
    5.4 弯矩放大系数修正
        5.4.1 二阶挠曲效应参数分析
        5.4.2 相关系数修正
        5.4.3 修正计算值同相关文献计算值对比
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 CFRP筋的抗压力学性能试验研究
        6.1.2 CFRP筋-珊瑚混凝土柱的偏心受压试验研究
        6.1.3 CFRP筋-珊瑚混凝土偏压柱的ANSYS数值模拟
        6.1.4 CFRP筋-珊瑚混凝土偏压柱的承载力计算方法
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(10)FRP筋混凝土梁柱节点的滞回性能试验及有限元分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 FRP筋简介及应用
        1.2.1 FRP筋的性能及特点
        1.2.2 FRP筋的标准要求
    1.3 FRP筋的实际应用
    1.4 FRP筋混凝土结构研究现状
        1.4.1 FRP筋梁的研究
        1.4.2 FRP筋柱的研究
    1.5 节点的破坏形式
    1.6 本文的主要研究内容
第二章 试验准备与制作
    2.1 实验目的
    2.2 试件设计与制作
    2.3 材料力学性能试验
        2.3.1 混凝土材料力学性能试验
        2.3.2 FRP筋和钢筋力学性能试验
    2.4 加载方案和数据采集
        2.4.1 试验装置
        2.4.2 加载程序和加载制度
        2.4.3 测试内容
        2.4.4 量测方法
    2.5 本章小结
第三章 试验过程与结果分析
    3.1 引言
    3.2 试验现象与破坏过程分析
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 梁柱节点滞回曲线分析
        3.3.2 耗能能力分析
        3.3.3 骨架曲线与承载力分析
        3.3.4 延性分析
        3.3.5 刚度退化
        3.3.6 强度退化
        3.3.7 受力筋的应变分析
    3.4 本章小结
第四章 FRP筋混凝土梁柱节点有限元分析
    4.1 引言
    4.2 ABAQUS简介
    4.3 材料本构模型
        4.3.1 混凝土本构模型
        4.3.2 钢筋本构模型
        4.3.3 FRP筋本构模型
    4.4 有限元模型的建立
    4.5 有限元计算结果分析
        4.5.1 有限元模拟滞回曲线分析
        4.5.2 骨架曲线分析
        4.5.3 混凝土与受力筋结果分析
        4.5.4 影响因素分析
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录

四、GFRP/CFRP混合纤维延性分析(论文参考文献)

  • [1]GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析[D]. 王志立. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析[D]. 姚如胜. 广西大学, 2021
  • [3]FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究[D]. 裴卫昶. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [4]复合配筋增强ECC-混凝土组合梁受弯性能研究[D]. 胡忍. 华东交通大学, 2021(01)
  • [5]FRP与不锈钢混合配筋海水海砂混凝土方形短柱轴心受压性能[D]. 贾红斌. 大连理工大学, 2021(01)
  • [6]FRP持载加固混凝土柱理论及数值分析[D]. 卢世伟. 大连理工大学, 2021(01)
  • [7]FRP约束高性能混凝土柱轴心受压力学性能研究[D]. 蔡光福. 重庆交通大学, 2021
  • [8]无机胶粘贴CFRP筋嵌入式加固RC梁抗弯性能研究[D]. 程亮. 西安建筑科技大学, 2021
  • [9]CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能研究[D]. 关纪文. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [10]FRP筋混凝土梁柱节点的滞回性能试验及有限元分析[D]. 杨帅. 济南大学, 2020(01)

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GFRP/CFRP混合纤维的延展性分析
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