体外预应力FRP片材加固混凝土结构的研究现状及发展

CFRP片材加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP强度利用不高、对梁使用阶段性能改善不明显等问题,对CFRP施加预应力,不仅可以充分利用CFRP的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。体外预应力FRP片材加固混凝土结构近几年来在国外得到了广泛的研究与应用。对在该领域已有的研究成果从预应力的施工工艺、张拉控制应力、锚固措施、预应力损失和设计方法等方面进行了总结,可为今后开展相关的研究和应用提供借鉴和参考。     

型钢混凝土桁架节点有限元分析

由于普通结构设计软件无法实现型钢混凝土空间桁架节点内部细化计算分析，为解决这一问题，通过采用ANSYS软件对整体结构进行静力分析，并提取桁架节点处各构件的内力，将其施加于桁架节点的实体模型，进行精细的有限元计算分析；检验桁架节点实体模型内部应力是否满足强度要求，验证结构设计时节点区域的型钢选取和配筋的合理性；同时将分析结果与在该结构施工现场实际检测结果进行对比。结果表明，AN—SYS软件能够准确地完成普通结构设计软件无法完成的复杂结构模型的细化有限元分析。     

新型BFRP筋增强混凝土受弯构件挠度控制

玄武岩纤维塑料增强筋（BFRP筋）的特性导致以其为增强筋的受弯构件出现裂缝后刚度降低非常明显，变形发展过快。因此，对BFRP筋混凝土梁的设计主要应根据其变形性能标准的要求来进行。为方便设计人员进行BFRP筋受弯构件设计，结合试验研究，通过对比国内外有关FRP筋混凝土梁开裂截面有限惯性矩计算模型的研究，探索出适合BFRP筋混凝土梁开裂截面有效惯性矩计算模型；通过建模分析，表明有限元计算模型和其他几种计算模型一起可以应用于BFRP筋混凝土梁直接挠度控制。推导出FRP筋受弯构件配筋率计算公式，结合直接挠度控制研究，提出通过控制跨高比限值来进行梁尺寸初选的间接挠度控制计算公式。     

磺化酚醛树脂的研究:高效减水剂的制备及其对混凝土工作度和力学性能的影响

制备了以磺化酚醛树脂为基础的3种高效减水剂,该高效减水剂能显著地减少用水量和改善混凝土工作度以及力学强度.测试结果显示:随掺量的增加,混凝土抗压强度在一定范围内有明显的提高,然后增加较慢或有所下降;混凝土的抗折、抗拉、抗剪强度以及与钢筋的粘接强度均高于对照空白样.同硅灰、磨砂矿渣相结合还获得了抗压强度大于100MPa、流动性好的超高强混凝土.     

高掺量碳纤维增强活性粉末混凝土力学性能实验

采用一种新的碳纤维自分散工艺和专用分散设备制备出了掺量达胶结材质量8％的碳纤维增强活性粉末混凝土；研究了碳纤维掺量对活性粉末混凝土的力学性能影响规律。实验结果表明，在碳纤维掺量高时，活性粉末混凝土的力学性能受碳纤维掺量和水胶比两个因素共同作用。     

CFRP筋混凝土柱骨架曲线数值模拟

为研究CFRP筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的骨架曲线,基于已有的3根CFRP筋混凝土柱的滞回曲线,采用混凝土损伤塑性本构模型和碳纤维筋本构模型,运用有限元分析软件ABAQUS对其试验过程进行数值模拟,并将模拟所得骨架曲线与试验结果进行对比。结果表明:通过数值模拟得到的骨架曲线与试验结果吻合较好,数值模拟趋势与试验得到的趋势一致,从而对该有限元模型的适用性进行了验证。     

试件水灰比和胶砂比对混凝土硫酸盐侵蚀速度影响

通过大量试验,采用强度指标研究了试件水灰比和胶砂比对硫酸盐侵蚀速度的影响.结果表明:试件的水灰比越大,胶砂比越小,侵蚀速度越快;为了加快硫酸盐侵蚀速度,宜采用大水灰比、小胶砂比的试件.在各种条件下,硫酸钠侵蚀破坏的速度比硫酸镁侵蚀快.对硫酸钠型侵蚀,采用抗折抗蚀系数作为判定指标较为合理,而对硫酸镁型侵蚀,应该综合考虑抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数.     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

纤维对混凝土早期热膨胀系数的影响

在混凝土中分别掺加相同质量的碳纤维和聚酯纤维,采用平板加热器对不同类型的混凝土试件循环加热,测试了其浇筑后5～29 d的温度变形情况,计算了其热膨胀系数。龄期达到29 d,聚酯纤维混凝土热膨胀系数下降约8%,碳纤维混凝土热膨胀系数下降约20%。结果表明,纤维的掺入能有效降低混凝土的早期热膨胀系数;纤维质量相同时,弹性模量高的碳纤维较弹性模量低的聚酯纤维能更显著地降低混凝土的早期热膨胀系数。     

Effect of projectile parameters on opening behavior of PELE penetrating RC target

When a penetrator with enhanced lateral effect (PELE) impacts on a reinforced concrete (RC) target, the target is damaged with a large opening. An understanding of how PELE projectile parameters affect the opening dimension, is essential for effective design of the PELE projectile. In this study, under the condition that the impact velocity and target parameters (strength and thickness) were fixed values, the important influence factors of the PELE (jacket wall thickness B, jacket material strength Y1, filling material strength Y2 and angle of monolithic jacketθ) were determined by a dimensional analysis. Tests and simulations of the PELE penetrating the RC target were conducted to analyze the influence of these factors on opening diameter ((D), an equivalent diameter under relative kinetic energy). Based on the test and simulation results, it is found that the influence of these factors B, Y1 andθon the deformation mode of the jacket shows a similar trend:as values of the three factors decrease, the jacket deforms from small bending deformation to large one, and then to curling deformation. This causes the opening diameter to first increase with the decrease of these three factors, and then decreases. It is well known that the bending resistance of the jacket is related to these factors B, Y1 andθ. Therefore, a plastic limit bending moment (M0) of the jacket was quoted to characterize the influence of these factors on the bending deformation of the jacket and the opening diameter of the target. The influence factor Y2 causes (D) to first increase with the increase of Y2, and then decreases. A formula was developed to predict the opening diameter, whose influence parameters were considered in a dimensionless way. It has been shown that the dimensionless opening diameter (D)/d1 is dependent on two dimensionless parameters Q = (d31fc/M0) and G = (fc/Y2), where d1 and fc are the outer diameter of the projectile and the compressive strength of the target, respectively.