不同柱梁抗弯承载力比对框架结构抗倒塌性能的影响

设计不同柱梁抗弯承载力比(ηc-bua)的5个纤维增强混凝土(FRC)框架结构及3个钢筋混凝土(RC)框架结构,利用性能评估软件Perform-3D进行Pushover及IDA计算分析,得出其破坏机制及易损性曲线。结果表明,柱、梁端部局部采用FRC后,承载力有一定提高,峰值位移有较大提高;ηc-bua对FRC框架结构的破坏机制影响很大;ηc-bua对FRC框架结构地震反应也有一定的影响,其比值越大,超越概率越小,且随期望破坏程度的加重,这种影响也趋于明显,当ηc-bua在1.2以上时,结构的倒塌概率均小于10%,满足大震不倒的概率要求。     

玻纤增强柔性管等效简化模型研究

玻纤增强柔性管作为一种新型海底油气输送管道,具有比强度高、柔度大和抗腐蚀性强等特点,因此在深海油气开发中具有非常广阔的应用前景。玻纤增强柔性管主要由内衬层、增强层和外保护层组成,其中增强层的等效模拟是玻纤增强柔性管设计成功与否的关键。根据玻纤增强柔性管的结构特征和材料特性,选取了四种不同的等效简化模型,对比研究了玻纤增强柔性管在轴向拉压荷载、弯曲荷载以及内压荷载作用下的力学性能。将不同简化模型的计算结果与相应的试验数据进行对比,进行等效模型的优选。研究结果表明,在内压载荷和弯曲载荷作用下,基于Halpin-Tsai模型数值结果与试验结果最为接近。在轴向载荷作用下,采用分离式模型或回形模型计算精度更高,若材料达到屈服状态时,则建议采用分离式模型进行模拟。     

灌芯混凝土石膏墙板结构抗震性能试验研究

本文通过对2块灌芯混凝土纤维增强石膏板与8个节点构件在低周反复荷载下的抗震性能试验,研究了构件的抗剪承载能力、构件的延性、恢复力特性、耗能能力和破坏特征等特性;通过实测试点工程结构的动力反应,获得结构的自振频率、振型和阻尼比等模态参数。研究表明,该结构在抗震方面具有良好的性能。     

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果,通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究,并经扫描电镜分析,证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响,对不同等级纤维的影响有差异。随表面活性剂用量增加,纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化学分散试验,水镁石纤维得到了较好松解,纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土,抗折强度随纤维叩解度的增加而提高,说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。     

高强钢筋高延性纤维增强混凝土框架结构的屈服机制和抗震性能

为了对混凝土框架结构的地震破坏机制和抗震性能进行控制,在框架柱中配置高强钢筋,并将纤维增强混凝土(FRC)用于框架结构的预期损伤部位。结构柱中的高强钢筋用来减小结构的残余变形,FRC材料用来增加结构的耗能能力和损伤容限。设计了三个框架,采用动力弹塑性时程分析方法进行分析。研究结果表明,采用高强钢筋提高了结构的整体承载能力,在层间侧移角达到3%之前避免了柱铰的出现(包括底层柱底),并且减小了结构的残余变形;预期损伤部位采用FRC材料能够提高结构的塑性耗能。     

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果，通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究，并经扫描电镜分析，证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响，对不同等级纤维的影响有差异。随表面活性剂用量增加，纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化学分散试验，水镁石纤维得到了较好松解，纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土，抗折强度随纤维叩解度的增加而提高，说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。     

海洋纤维增强柔性管压溃失效特性研究及参数敏感性分析

以一种黏结型的纤维增强柔性管作为研究对象,基于ABAQUS建立纤维增强柔性管的实体单元模型。根据二维 Hashin失效判据判断柔性管失效情况,充分考虑管道内外护套层塑性及纤维增强层复合材料渐进失效,建立纤维增强柔性管的压溃数值模型。将特征值法与弧长法相结合,计算得到了较为精准的纤维增强柔性管临界压溃压力及对应的外压—椭圆度曲线;并对影响柔性管临界压溃压力的几个敏感性参数如椭圆度、纤维缠绕角度、直线度进行分析。研究结果表明椭圆度和直线度偏差的增大及纤维缠绕角度的降低均会使柔性管的临界压溃压力下降,该结果对纤维增强柔性管的设计与使用均具有一定的参考意义。     

混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件抗震性能试验研究

本试验对4组混凝土灌芯纤维增强石膏板T形纵横墙节点构件进行了低周反复试验研究,分析了混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件在水平低周反复荷载和常竖向荷载共同作用下的抗震性能(包括承载能力、变形能力、刚度退化、滞回环和耗能能力)以及结构的破坏特征,并对不同配筋形式的构件作了相应对比分析,得出了混凝土灌芯纤维增强石膏板T形节点构件配置水平拉接筋形式可以取代配置箍筋形式和抗剪性能优于普通砌体纵横墙节点构件的结论,为混凝土灌芯纤维增强石膏板结构的纵横墙节点抗震设计提供一定的试验依据和理论指导。     

复合墙板计算模型与试点工程动力特性分析

本文将均质化理论引入混凝土灌芯纤维增强石膏板(简称复合墙板)的计算。建立了复合墙板的代表性体积单元(RVE)模型,应用有限元分析程序ANSYS对此RVE模型进行模拟,获得其等效弹性常数,为结构的有限元计算提供了有效途径。对一复合墙板结构试点工程进行动力特性测试,测试结果与均质化的计算结果比较吻合,表明这种模型用于计算复合墙板结构的可行性。最后将复合墙板结构与钢筋混凝土剪力墙结构的动力反应特性进行了比较,结果表明复合墙板结构具有优于钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能。     

Enhancing the interface friction between glass fiber-reinforced polymer sheets and sandy soils through sand coating

ABSTRACT

Soil-pile interface friction is an important geotechnical engineering factor to be considered in achieving a safe and cost-effective design. Conventional materials such as concrete, steel, and wood exhibit serious long-term soil substructure problems, particularly with regard to durability, deterioration, and corrosion. Fiber-reinforced polymer (FRP) composites are potential alternatives for addressing these long-term problems. This paper describes the results of an experimental study of the interface friction between sandy soil and glass FRP (GFRP) sheets coated with different ratios of sand per unit of surface area. A direct shear test was used to study 18 different groups of GFRP specimens. The test parameters were the amount of silica sand coating and normal stresses in the direct shear tests. The GFRP specimens were sheared against three types of soil: sand, silty sand, and sandy lean-clay, of which the first two were used in both dense and loose states. The experimental results showed that coating the GFRP sheets with silica sand was effective in enhancing the interface friction with sandy soils under different normal stresses. A pile implication analysis was also performed to compare the effect of sand coated GFRPs on the load capacity of friction piles with different length to diameter ratios.