纤维材料在结构抗震中的应用与研究

纤维增强复合材料（FRP）是近年来在结构工程中应用的一种新型材料，对纤维增强复合材料在结构抗震中的应用做了简要的回顾，最后，论述了开展纤维增强复合材料在结构抗震研究中的意义。     

PE纤维水泥基复合材料框架梁柱节点的抗震性能试验研究

为了研究聚乙烯(PE)纤维水泥基复合材料应用于结构中的抗震性能,对PE纤维水泥基复合材料梁柱节点和普通混凝土梁柱节点进行了低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究。对节点破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度退化、强度退化和耗能等抗震性能进行了对比分析。试验结果表明:2种节点均经历了初裂、通裂、极限和破坏四个过程;PE纤维水泥基复合材料替换节点核心区附近混凝土,将混凝土框架节点从核心区剪切破坏提升为梁的弯曲破坏,对节点的初始刚度有一定提升,屈服荷载和极限承载也有所增强,节点强度和刚度始终优于混凝土节点,对节点的耗能能力没有明显影响。     

高延性FRP加固大尺寸混凝土柱轴压力学性能研究

现有纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土短柱的研究多基于小尺寸试件,对大尺寸试件的研究较少.聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料(PET FRP)和聚萘二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料(PEN FRP)是由回收废弃塑料制成的环保型高延性FRP.高延性FRP具有超过5％的断裂应变,超过传统FRP断裂应变(1.5～3％).本...     

混杂纤维复合材料纵向拉伸性能的试验研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)延性差和脆性大等缺点,采用混杂技术,以碳纤维、高强玻璃纤维、玄武岩纤维以及芳纶纤维中的2种或3种纤维进行层间混杂,并通过纵向拉伸试验来研究其混杂规律及其延性。研究结果表明:理论值与试验值吻合良好,纤维层之间的应力稳定转移有利于提高HFRP的延性,S∶B∶C为最佳混杂方式。     

“绿色”纤维增强水泥基复合材料的研究及发展

纤维增强材料对于改善水泥基材料的韧性和抗冲击性、大幅度提高混凝土的断裂能、防止混凝土发生脆性破坏具有重要意义;而"绿色"纤维在提高混凝土结构安全性的同时,具有环保、节能、利废、可降解再生等特性。本文介绍了"绿色"纤维的分类,分析了"绿色"纤维增强水泥基材料的特点,总结了"绿色"纤维在水泥基材料中应用、研究的进展。指出:"绿色"纤维与水泥基材料复合,适应循环经济和建材行业可持续发展的要求,是未来纤维增强水泥基复合材料发展的主要方向。     

FRP约束混凝土柱抗震性能若干问题的探讨

基于实验研究和理论分析结果,对纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱抗震性能研究中存在的若干关键问题进行了探讨,包括FRP约束混凝土构件在往复荷载作用下的受力特点、破坏特征、荷载-位移关系、弯矩-曲率关系、耗能及延性变化规律等,最后重点探讨了FRP约束混凝土柱在往复荷载作用下的刚度特性。     

低掺量三元混杂纤维混凝土弯曲韧性试验研究

借助正交试验设计方法,研究了钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维三种因素对混杂纤维混凝土弯曲韧性的影响,并筛选出增强、增韧效果最佳的纤维组合,结合荷载-挠度曲线,对混杂纤维混凝土变形过程、破坏机理进行描述。研究表明,钢纤维含量是影响混杂纤维混凝土弯曲韧性的关键因素;钢纤维体积掺量为1.5%,聚丙烯体积掺量为0.15%,玄武岩体积掺量为0.2%,得到的混杂纤维混凝土试件在破坏前期的增强增韧效果最好;钢纤维体积掺量为2%,聚丙烯体积掺量为0.1%,玄武岩体积掺量为0.2%,得到的混杂纤维混凝土试件在破坏后期的增韧效果最好,同时结合荷载-挠度曲线借鉴复合材料理论和纤维间距理论分析了其破坏过程及增韧机理,可为实际工程设计和选材提供参考。     

碳纤维复合材料气瓶的CT检测实验研究

目前国内碳纤维复合材料气瓶的定期检验对于内部缺陷还没有成熟的无损检测方法,射线检测可以对内部缺陷进行定性检测,CT检测技术可实现缺陷的精确定位和定量。针对某型号呼吸器用碳纤维复合材料气瓶的结构特点,依据有关定期检验标准,制作各种缺陷,开展CT检测实验研究。结果表明该技术对表面缺陷和纤维层内部缺陷都有很好的检出效果。以厚度2姗的铝内胆为基础,对缺陷的位置和深度进行了估算。     

爆炸荷载下FRP约束钢筋混凝土结构动力响应研究现状

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,简称"FRP"）具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳和低导热系数等优点,现已广泛应用于土木工程各领域。针对FRP约束钢筋混凝土结构的抗爆性能,通过综述近年来国内外爆炸荷载下FRP约束钢筋混凝土结构动力响应的研究现状及进展,表明FRP材料的约束对钢筋混凝土结构的抗爆性能有显著的提高作用。此外,从相关理论研究、试验研究和数值模拟3个方面介绍了主要成果。针对现有成果,对爆炸荷载下FRP约束钢筋混凝土结构动力响应研究提出了需要进一步研究和解决的问题,可为后续研究提供一定的参考。     

GHPFRCC轴心抗压强度和弹性模量的试验研究

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料GHPFRCC(Green High-performance Fiber-reinforced Cementitious Composites Column)以工业废料粉煤灰代替水泥、PVA(Polyvinyl Alcohol)纤维等为主要原料配制而成,能够大大改善结构耗能能力和耐久性。对16组GHPFRCC试件(尺寸为70.7mm×70.7mm×213.8mm)进行静力受压试验,研究分析GHPFRCC棱柱体轴心抗压强度和弹性模量的影响因素及规律。试验结果表明:①水灰比对抗压强度的影响最大,要提高GHPFRCC抗压强度需减小水灰比;②对GHPFRCC弹性模量影响最大的因素为水灰比,砂胶比影响最小;③GHPFRCC抗压强度大小与普通混凝土相似,说明粉煤灰替代水泥没有明显降低其抗压强度;④由于含有PVA纤维和不含粗骨料,GHPFRCC弹性模量略低于普通混凝土;⑤给出了GHPFRCC抗压强度和弹性模量之间的数值表达式。     

预应力FRP在混凝土结构中的应用研究与发展

介绍了国内外预应力FRP技术的研究现状,主要涉及了FRP材料的物理性能及预应力FRP筋作为结构受力筋和预应力FRP片材加固技术的国内外研究成果,最后对预应力FRP技术在国内的研究与应用提出了建议。     

横向预应力约束加固混凝土结构抗震性能研究进展

本文阐述了横向预应力约束加固技术在混凝土结构加固领域应用中的重要意义,并介绍了预应力钢板箍加固技术、预应力纤维片材加固技术、预应力钢绞线（钢丝绳）加固技术、形状记忆合金加固技术等横向约束加固方法在提高混凝土构件抗震性能方面的研究进展,为混凝土结构加固设计、施工和实际加固改造提供应用参考。     

基于OpenSEES的FRP加固装配式梁柱节点抗震性能研究

为研究FRP加固对装配式梁柱节点及整体框架结构抗震性能的影响,本文基于OpenSEES有限元程序,建立了某装配式梁柱节点的有限元计算模型,以相关试验为基础,比较验证了所建有限元模型的可靠性。同时选用合适的FRP约束混凝土本构关系来表征FRP对混凝土性能的提升作用,设计3种装配式梁柱节点FRP加固方案,并通过有限元数值模拟,分析比较了节点承载力、滞回曲线和位移延性的差异,考察了FRP包裹层数等因素对节点承载力的影响。随后对装配式框架结构设计了3种FRP加固方式,并选取3条地震波进行结构动力时程分析以考察结构抗震性能。结果表明：FRP环向包裹加固及纵向加固能分别有效提高节点的延性能力和承载能力;FRP加固的装配式框架结构具有更好的延性及耗能能力,能有效增强结构的整体抗震性能,为装配式结构FRP加固设计提供参考。     

Experimental study on seismic behavior of circular RC columns strengthened with pre-stressed FRP strips

Bonding fiber reinforced polymer （FRP） has been commonly used to improve the seismic behavior of circular reinforced concrete （RC） columns in engineering practice. However, FRP jackets have a significant stress hysteresis effect in this strengthening method, and pre-tensioning the FRP can overcome this problem. This paper presents test results of 25 circular RC columns strengthened with pre-stressed FRP strips under low cyclic loading. The pre-stressing of the FRP strips, types of FRP strips and longitudinal reinforcement, axial load ratio, pre-damage degree and surface treatments of the specimens are considered as the primary factors in the tests. According to the failure modes and hysteresis curves of the specimens, these factors are analyzed to investigate their effect on bearing capacity, ductility, hysteretic behavior, energy dissipation capacity and other important seismic behaviors. The results show that the initial lateral confined stress provided by pre-stressed FRP strips can effectively inhibit the emergence and development of diagonal shear cracks, and change the failure modes of specimens from brittle shear failure to bending or bending-shear failure with better ductility. As a result, the bearing capacity, ductility, energy dissipation capacity and deformation capacity of the strengthened specimens are all significantly improved.     

Quasi-plane-hypothesis of strain coordination for RC beams seismically strengthened with externally-bonded or near-surface mounted fiber reinforced plastic

The application of fiber reinforced plastic(FRP),including carbon FRP and glass FRP,for structural repair and strengthening has grown due to their numerous advantages over conventional materials such as externally bonded reinforcement(EBR) and near-surface mounted(NSM) strengthening techniques.This paper summarizes the results from 21 reinforced concrete beams strengthened with different methods,including externally-bonded and near-surface mounted FRP,to study the strain coordination of the FRP and steel rebar of the RC beam.Since there is relative slipping between the RC beam and the FRP,the strain of the FRP and steel rebar of the RC beam satisfy the quasi-plane-hypothesis;that is,the strain of the longitudinal fiber that parallels the neutral axis of the plated beam within the scope of the effective height(h 0) of the cross section is in direct proportion to the distance from the fiber to the neutral axis.The strain of the FRP and steel rebar satisfies the equation:ε FRP =βε steel,and the value of β is equal to 1.1-1.3 according to the test results.     

PET FRP与混凝土界面黏结行为试验研究

通过双面剪切试验对24个试件进行高延性纤维增强复合材料(PET FRP)与混凝土界面黏结性能研究,研究参数包括FRP种类、FRP黏结厚度、黏结长度和黏结宽度;分析各参数对PET FRP与混凝土黏结性能的影响,基于试验结果评估现有黏结滑移关系模型,并进行模型修正.研究结果表明,在有效黏结长度内,随着黏结长度的增加,PET...     

FRP橡胶支座压缩性能分析

将纤维复合材料板(FRP)代替传统板式橡胶支座中的加劲钢板,可以得到一种新型的橡胶支座隔振器,即FRP橡胶支座.文中首先对FRP橡胶支座的概念及特点作了基本介绍,之后,为了了解其在竖向加载情况下的力学性能,为FRP橡胶支座竖向承载力及压缩刚度的设计提供了参考,利用通用有限元程序对FRP橡胶支座进行了有限元数值模拟,对支...     

FRP复合锚固技术试验研究

经外粘纤维增强聚合物（FRP）片材进行抗弯加固的钢筋混凝土梁,除发生正截面破坏外,经常会出现早期的剥离破坏,导致纤维的抗拉强度不能有效利用甚至使加固失效。本文提出一种新型的用于阻止剥离破坏发生的FRP复合锚固技术。该技术改良了机械锚固系统,通过钢片和螺杆实现了对纤维片材的锚固。通过11根抗弯加固梁的试验,主要研究了FRP复合锚固技术的有效性以及其对FRP应变分布和界面剪应力分布的影响。研究结果表明,该技术可以有效防止早期剥离破坏的发生,显著提高FRP片材的强度利用率,明显增强FRP片材与钢筋混凝土构件之间的界面粘结强度,具有良好的工程应用前景。