FRP-混凝土组合圆柱本构关系试验研究

以11根外包碳纤维、玻璃纤维、芳纶三种复合材料的混凝土圆柱轴心受压试验为基础,分析FRP-混凝土组合柱与单同混凝土柱不同的受力机理和力学性能,得出FPRP可极大提高混凝土柱抗压承载力和变形能力;通过对实验数据回归分析,建立了FRP-混凝土组合柱应力-应变本构关系模型。模型与实测曲线吻合很好。     

体内芳纶纤维筋梁受弯性能试验研究分析

通过钢筋混凝土梁与芳纶纤维筋梁的弯曲试验现象和结果,探讨了芳纶纤维筋梁的正截面受力性能和破坏模式,分析了芳纶纤维筋配筋率对混凝土梁的裂缝宽度、挠度和承载力等的影响,为今后进一步研究和设计AFRP筋受弯构件提供了参考。     

芳纶纤维增强塑料筋混凝土劈裂粘结应力的理论分析

基于Tepfers受均匀内压力作用的厚壁圆筒力学模型和混凝土材料的软化性能,视芳纶纤维增强塑料筋为横观各向同性材料,同时考虑了芳纶纤维增强塑料筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,建立了芳纶纤维增强塑料筋与混凝土之间劈裂粘结应力的计算方法,其理论值与试验值符合较好。     

大温差条件下碳纤维混凝土无约束变形试验

为了研究碳纤维、聚酯纤维对混凝土在自由条件下的约束作用,通过设计对碳纤维混凝土、聚酯纤维混凝土和素混凝土加热放热试验,比较掺入不同纤维体积分数的纤维混凝土在大温差条件下无约束自由变形的差异,并用温度线膨胀系数表达。对试验数据进行分析,得到体积分数为1%的碳纤维混凝土比素混凝土抗自由变形能力提高了38.8%,在本试验的各种体积分数中效果最好。结果表明碳纤维与混凝土,虽然热力学性能不同,但是二者结合之后碳纤维因其高弹性模量的特性,反而可以更好地抑制混凝土自由变形。试验效果也表明,随着施工工艺的完善,碳纤维体积分数可能会超过1%,碳纤维对混凝土性能的提升仍然有很大的帮助。     

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。     

增强材料芳纶纤维在减振降噪橡胶制品中的应用

论述了橡胶制品用骨架材料芳纶纤维的发展、结构及其性能,并结合橡胶减振消声制品的发展,阐述了芳纶纤维在该类产品中的潜在应用前景.     

预应力与非预应力BFRP筋混凝土梁非线性有限元分析

玄武岩纤维筋（BFRP筋）是一种性能优良的新型复合材料。为研究玄武岩纤维筋在预应力结构中的应用,运用混凝土结构非线性有限元的基本理论,利用ANSYS对预应力、非预应力玄武岩纤维筋混凝土梁进行非线性全过程计算。根据荷载挠度曲线、特征荷载值、裂缝情况等结果进行对比分析,结果表明预应力玄武岩纤维筋混凝土梁具有较高的抗裂度和刚度,而变形能力却较差;在等配筋率的情况下,极限承载力与非预应力梁相当。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁的界限相对受压区高度研究

根据材料的本构关系及平截面假定,结合预应力加固的概念推导出了碳纤维加固钢筋混凝土梁旨的三种不同的界限受压区高度,并给出了界限状态下钢筋、混凝土、碳维生素维片材的相应应力。     

侧贴碳纤维布加固连续梁非线性有限元分析

为研究不同初始荷载作用下侧贴碳纤维布及侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁的加固效果,采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,并将有限元分析结果与试验结果对比。有限元分析表明：钢筋混凝土连续梁的加固效果受初始荷载的影响,初始荷载越小,加固效果越好;对纵向侧贴碳纤维布施加预应力,能够大幅提高钢筋混凝土连续梁的抗弯承载力,与未加固梁相比其抗弯承载力提高了65%以上;有限元计算结果与试验结果的荷载-挠度曲线吻合较好,两者的抗弯承载力相差不超过10%。所得结果可以为类似加固设计和试验提供参考。     

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。     

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。     

UHMWPE纤维混凝土基本力学性能研究

研究了一种由超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维增强的新型纤维混凝土基本力学性能。针对C70等级高强混凝土,设计了四种体积掺量纤维混凝土,通过立方体抗压、劈裂抗拉和四点弯曲抗折试验,分析了纤维掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明：UHMWPE纤维对混凝土的抗压强度增强作用不明显,但较大提高了混凝土的抗拉强度和抗折强度,且对混凝土有很好的阻裂、增韧效果。在纤维体积掺量为0.3%~0.5%时,劈裂抗拉强度提高25%以上;掺量0.5%时,弯曲抗折强度提高率超过23%。     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土的基本力学性能

针对C70等级高强混凝土,设计了4种超高分子量聚乙烯纤维掺量混凝土,通过立方体抗压、劈裂抗拉和四点弯曲抗折试验,分析了纤维掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:超高分子量聚乙烯纤维对混凝土的抗压强度增强作用不明显,但较大提高了混凝土的抗拉强度和抗折强度,且对混凝土有很好的阻裂、增韧效果。在纤维体积掺量为0.3%~0.5%时,劈裂抗拉强度提高25%以上;掺量0.5%时,弯曲抗折强度提高率超过23%。     

不卸载时侧贴碳纤维布加固连续梁试验研究

为研究不同初始荷载作用下侧贴碳纤维布加固连续梁的受力与变形特性,以及初始荷载对加固效果的影响,对4根钢筋混凝土两跨连续梁（其中1根为未加固连续梁,其余3根为在不同初始荷载下侧贴碳纤维布加固连续梁）进行了试验研究。结果表明：侧贴碳纤维布加固连续梁不仅能提高加固梁的承载力,提高幅度达16%以上;还能提高加固梁的刚度,减少其挠度和裂缝宽度;加固效果受初始荷载影响,初始荷载越小,加固效果越好。     

电磁屏蔽石墨混凝土电导率实验研究

石墨混凝土具有耐酸碱、成本低、性能稳定等优点。针对电导率是材料电磁屏蔽性能的重要影响参数,以获得最佳导电性能为方向设计了石墨混凝土的探索性制备方案,研究了其配合比对混凝土电导率性能的影响,采用四针电极法考察石墨混凝土的导电性能。实验结果表明,石墨混凝土中电导率存在不均匀性,其中粗颗粒石墨混凝土比细颗粒石墨混凝土具有更好的导电性能,其值约0．8 S/cm,表现出较好的性能一致性,为工程应用提供了条件。增加20%导电镍粉,对导电性能有改善,但水灰比较大。掺碳纤维石墨混凝土样品,针对石墨质量分数71%,相对石墨掺入碳纤维2%,电导率值由0．8 S/cm降为0．17 S/cm。其中材料的多孔性是材料导电性降低的主要因素。     

钢筋混凝土构件中钢筋温度数值计算方法讨论

采用有限元法计算构件截面温度时认为构件材料全部是混凝土,忽略了占截面积比率很小的钢筋,然后以钢筋所在位置的混凝土温度代替为钢筋的温度。人们对这种算法存在的误差大小并不清楚。对400mm×400mm矩形截面钢筋混凝土柱在四面受火条件下的温度场进行了计算,对比了考虑截面上存在钢筋时构件的温度场与不考虑钢筋而认为材料全部是混凝土时构件的温度场。研究发现,当考虑截面上存在钢筋时所得钢筋温度与采用简化方法所得替代温度差别不大,对构件承载力影响很小,说明这种简化的温度场计算方法安全可靠。     

世界上顶尖的材料与设备技术在哪些国家

<正>全球碳纤维材料碳纤维在高端军事、工业、生活、汽车、飞机等都离不开。碳纤维技术基本被日本东丽、东邦、三菱丽阳垄断,目前中国T800还不能完美量产,东丽目前已经在玩T1100G了。波音、空客是东丽的常客。继碳纤维之后,源自日本的新材料SIC纤维将又一次推动世界技术革新,新一代飞机的发动机核心零部件将采用日本开发的新材料。     

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。     

大型砖砌体烟囱的碳纤维加固技术

碳纤维（CFRP）加固技术在混凝土结构加固中应用日益广泛,但在工程结构加固实践中经常忽视由于碳纤维具有负的热膨胀系数,与被加固混凝土构件热膨胀系数差异较大,加固后两者在共同工作时所产生的温度效应问题,详细介绍了碳纤维加固修补砖砌烟囱这一特殊工程实例,通过计算分析选择适当的施工温度（温度应力零点）,采用改性粘结剂等措施解决了砌体的正温度效应和碳纤维材料的负温度特性之间的差异引起的砌体开裂问题,供同类工程参考。     

碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系

碳纤维混凝土受压应力-应变全曲线研究是对其基本力学性能进行全面认识的基础,也是表现碳纤维混凝土基本受压特性的综合宏观反映。对9组（碳纤维体积分数分别为0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%,1.6%）碳纤维混凝土试件进行了立方体和棱柱体抗压强度试验,结果表明碳纤维混凝土立方体和棱柱体抗压强度随碳纤维体积分数的增加呈下降趋势,峰值应变随碳纤维体积分数的增加呈增大趋势。基于各体积分数碳纤维混凝土的棱柱体抗压强度和峰值应变的试验数据,拟合得到了棱柱体抗压强度和峰值应变与体积分数之间的函数表达式。利用微机控制电液伺服压力试验机测定了9组碳纤维混凝土应力-应变全曲线,参照非线弹性理论的混凝土单轴受压应力-应变本构模型,根据测得的全曲线应力-应变数据,拟合得到了应力-应变全曲线上升段表达式参数和下降段表达式参数,最后给出了基于碳纤维体积分数变化的碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构方程。