方形截面碳纖維增強聚合物鋼管混凝土軸壓柱的靜力試驗

以礦渣與粉煤灰制備了碳纖維增強地聚合物混凝土(carbonfiberreinforcedgeopolymericconcrete,cfrgc);采用100分離式霍普金森壓桿(shpb)試驗裝置,研究了不同碳纖維摻量的cfrgc在不同應變率下的沖擊壓縮強度與能量吸收的應變率效應,以及碳纖維摻量對cfrgc強度與吸能特性的影響;改進了波形整形技術,以滿足恒應變加載的要求.結果表明:厚度為1mm,直徑分別為20,22,25,27,30mm的h62黃銅波形整形器可以較好地實現(xiàn)shpb試驗過程中的恒應變率加載,且試驗結果可靠;cfrgc屬于應變率敏感材料,其沖擊壓縮強度與能量吸收特性均表現(xiàn)出近似的應變率線性相關性,強度的應變率敏感值為47.8s-1;碳纖維對地聚合物混凝土的強度特性具有良好的改善效果,且該效果隨著平均應變率的增加而增強;碳纖維的相對最佳摻量為0.2%(體積分數(shù)).

以纖維增強復材（frp）-混凝土-鋼管組合實心方形短柱為研究對象,根據(jù)夾層混凝土受到約束作用的不同,將其劃分為有效約束區(qū)和非有效約束區(qū);同時考慮夾層混凝土受到的雙重約束,將方形纖維增強復材布轉(zhuǎn)化為圓形frp布。基于統(tǒng)一強度理論,考慮中間主應力、材料拉壓比以及倒角半徑的影響,推導得到frp-混凝土-鋼管組合實心方形短柱的軸壓承載力計算式。將理論計算結果與相關文獻試驗結果對比,吻合良好,證明了算式的正確性和合理性。對影響因素的分析表明：軸壓承載力隨中間主應力系數(shù)、側(cè)壓系數(shù)的增加而變大,隨著倒角半徑的增大先增大后減小,隨著鋼管徑厚比的增大而減小。

為研究玻璃纖維增強(gfrp)鋼管混凝土組合柱的受力性能,進行6根外纏gfrp的鋼管混凝土軸壓短柱和1根鋼管混凝土柱的對比試驗。結果表明,以外纏gfrp的鋼管作為混凝土的約束,將顯著提高核心混凝土的承載能力,90°和±45°交叉纏繞gfrp的鋼管混凝土組合柱的極限承載力較鋼管混凝土柱分別提高40.9%和27.3%。對gfrp鋼管混凝土組合柱在軸壓荷載下的靜力性能進行理論研究,提出組合柱極限承載力設計公式及應力-應變關系的理論模型,其結果與試驗值吻合較好。

方形截面鋼管混凝土延性研究——通過對12個方形截面鋼管混凝土（以下簡稱為方鋼管混凝土）軸向壓縮的荷載—變形有關系的試驗研究，考察了不同套箍系數(shù)下方鋼管混凝土的廷性指標．證明了鋼管對核心混凝土約束的有效性。

碳纖維增強聚合物加固混凝土結構的發(fā)展綜述——介紹了碳纖維增強聚合物(cfrp)材料的性能、特點，在混凝土結構加固領域的應用及方法．綜述了此種新型加固方法在國內(nèi)外的研究及應用現(xiàn)狀。并指出今后的發(fā)展趨勢．利用cfrp對混凝土結構加固是一種新型的加固技術．c...

鋼纖維增強聚合物高強混凝土疲勞性能的試驗研究——通過對鋼纖維增強聚合物高強混凝土材料進行疲勞試驗，研究鋼纖維和聚合物乳膠的摻入對高強混凝土疲勞性能的增強的機理。結果表明，鋼纖維和乳膠的摻入能夠抑制裂紋的發(fā)展，提高混凝土的斷裂韌性，使得在應力不...

玻璃纖維增強聚合物混凝土阻尼比的試驗研究——將玻璃纖維應用到聚合物混凝土中，并設計了一組正交試驗來測定不同配比玻璃纖維增強聚合物混凝土的阻尼比。通過對正交試驗結果的分析，得出了各因素對阻尼比的影響規(guī)律，并從材料的結構機理方面對這些規(guī)律做出了解...

通過對鋼纖維增強聚合物高強混凝土材料進行疲勞試驗,研究鋼纖維和聚合物乳膠的摻入對高強混凝土疲勞性能的增強的機理。結果表明,鋼纖維和乳膠的摻入能夠抑制裂紋的發(fā)展,提高混凝土的斷裂韌性,使得在應力不變的條件下較大幅度地提高了高強混凝土的疲勞性能。

介紹了超聲法檢測鋼管混凝土缺陷的基本原理及缺陷的判別方法,結合工程實例,討論了超聲波法在檢測方形截面鋼管混凝土內(nèi)部缺陷時測點的布置方式、檢測的時間以及數(shù)據(jù)的處理與判別,指出了在合理布置測點的情況下超聲法檢測混凝土缺陷的方法同樣適用于方鋼管內(nèi)部混凝土缺陷的檢測,在遵循《超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程》cecs21∶2000的基礎上進一步推廣了超聲檢測技術的應用范圍。

在靜壓抗折試驗與疲勞試驗的基礎上建立鋼纖維增強聚合物改性混凝土與鋼纖維混凝土的疲勞方程,分析了在鋼纖維混凝土中加入聚合物對混凝土疲勞性能的改善作用,指出鋼纖維增強聚合物改性混凝土在橋面鋪裝應用中的耐久性,以提高橋面鋪裝層的使用品質(zhì)和延長其使用壽命。

纖維增強聚合物(frp)筋是一種具有高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等特點的新型復合材料。對纖維增強聚合物筋的基本性能及特點做了簡要的分析,并介紹了纖維增強聚合物筋混凝土在國內(nèi)外的研究和應用現(xiàn)狀。

多種為改善鋼管混凝土力學性能的截面加強形式被提出,這些截面加強形式包括設置加勁肋、設置角部隅撐、設置內(nèi)管、設置橫向?qū)?、外套箍筋、設置栓釘?shù)?。綜述了這些截面加強形式的加強原理、施工工藝、應用領域和優(yōu)缺點,為工程應用提供理論意見。

聚合物纖維混凝土試驗

纖維增強聚合物(frp)筋是一種高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞的新型復合材料。本文介紹了frp筋的類型、生產(chǎn)工藝和力學性能,重點分析了其在國內(nèi)外的研究應用狀況及在混凝土結構工程的中的應用前景,并對frp筋的進一步研究和應用作了展望。

為了解鋼骨-鋼管混凝土柱力學性能,設計制作9個鋼骨-t形截面鋼管混凝土短柱,并進行軸心受壓承載力試驗。分析了套箍系數(shù)、配骨指標對鋼骨-t形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗研究表明,在軸心受壓作用下,設置了鋼骨的t形截面鋼管混凝土柱的極限承載力有所提高,鋼骨的設置能改善鋼管對核心混凝土的約束作用,可延遲或避免鋼管在應力狀態(tài)達到屈服前發(fā)生局部屈曲而導致構件的過早破壞,從而大幅度提高t形鋼管混凝土柱的延性和極限承載力。

為了解鋼骨-鋼管混凝土柱力學性能,設計制作9根鋼骨-l形截面鋼管混凝土短柱,并進行軸壓承載力試驗,分析套箍指標、配骨指標等因素對鋼骨-l形截面鋼管混凝土柱軸壓性能的影響。試驗研究表明,在軸心壓力作用下,設置了鋼骨的l形截面鋼管混凝土柱的極限承載力有所提高,能夠延緩鋼管過早發(fā)生局部屈曲,從而提高了短柱的延性。

鋼纖維增強聚合物混凝土是由乳膠、鋼纖維和混凝土復合而成的高性能混凝土材料,它具有比鋼筋混和鋼纖維混凝土更為優(yōu)良的抗拉、抗折、抗疲勞強度、沖擊韌性及變形性能。以s118線路面罩而鋪裝為工程實例,論述了鋼纖維增強聚合物混凝土路面鋪筑中的工程應用技術問題。

以礦渣和粉煤灰為原料、水玻璃和氫氧化鈉為堿激發(fā)劑、玄武巖纖維和碳纖維為增強材料,制備纖維增強混凝土,測試其28d抗壓強度。結果表明,纖維對地聚合物混凝土的增強效應受纖維種類、纖維摻量和基體配比等因素的影響;碳纖維對地聚合物混凝土增強效果明顯,摻量為0.3%抗壓強度增幅最大,達34.8%,且水膠比為0.26時的增強效果優(yōu)于水膠比為0.31時;玄武巖纖維對水膠比為0.26的地聚合物混凝土沒有增強效果,但當水膠比為0.31時,增強效果明顯,摻量為0.3%時抗壓強度增幅最大,達31.5%;總體上,碳纖維對地聚合物混凝土的增強效果優(yōu)于玄武巖纖維,碳纖維和玄武巖纖維對素混凝土沒有起到增強作用。

基于計算壓彎構件彈塑性失穩(wěn)的jezek法,推導在軸壓和彎矩共同作用下拉壓側(cè)外表面粘貼碳纖維片后矩形截面鋼管梁繞強軸失穩(wěn)時極限荷載的計算公式.采用有限單元法進行碳纖維增強鋼管梁在壓彎共同作用下的非線性屈曲分析,并得到極限承載力的數(shù)值解,該結果與解析結果吻合較好.計算結果表明,碳纖維能有效提高壓彎構件的極限承載能力,改善構件屈曲狀態(tài).

十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力試驗

采用φ100mm分離式霍普金森壓桿(splithopkinsonpressurebar,shpb)裝置,研究玄武巖纖維與碳纖維增強地質(zhì)聚合物混凝土(geopolymericconcrete,gc)在10～102s-1范圍內(nèi)的動態(tài)力學性能,并作比較分析。結果表明,纖維增強地質(zhì)聚合物混凝土屬于應變率敏感材料,其動態(tài)抗壓強度與能量吸收特性均表現(xiàn)出顯著的應變率相關性;作為gc的增強材料,玄武巖纖維與碳纖維各有優(yōu)勢,但就改善gc的強度與能量吸收特性的效果而言,碳纖維總體上優(yōu)于玄武巖纖維,尤其當碳纖維體積率為0.2%時,改善效果最佳。

纖維增強改性聚合物復合材料