玻璃纤维增强聚合物筋增强混凝土柱的轴压承载力评估 被引量：1

1

作者 冉黎 吴文 周磊 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第10期72-78,共7页

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋对混凝土柱承载力的影响十分关键,为深入评估GFRP筋设计应用于增强混凝土柱的承载力性能,利用随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、AdaBoost和XGBoost算法,分别建立了各自的GFRP筋增强混凝土柱承载力模型。建立... 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋对混凝土柱承载力的影响十分关键,为深入评估GFRP筋设计应用于增强混凝土柱的承载力性能,利用随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、AdaBoost和XGBoost算法,分别建立了各自的GFRP筋增强混凝土柱承载力模型。建立了GFRP筋增强混凝土柱的试验数据库,对已有的GFRP筋增强混凝土柱承载力理论公式进行了初步评估,并进一步对比分析GFRP筋增强混凝土柱承载力的RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型的预测精度。结果表明:已有的GFRP筋增强混凝土柱承载力理论公式的判定系数(0.70左右)均小于RF模型(0.82)、AdaBoost模型(0.80)和XGBoost模型(0.80)的制定系数,且平均绝对误差和均方根误差基本都大于RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型的相应值,表明现有理论公式的准确性低于RF模型、ANN模型、AdaBoost模型和XGBoost模型准确性。与ANN模型相比,RF模型、AdaBoost模型和XGBoost模型均可较为准确地评估GFRP筋增强混凝土柱的实际承载力性能(尤其是RF模型)。研究可为GFRP筋设计应用于增强混凝土结构时的承载力设计和分析提供参考。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物筋 混凝土柱 轴压承载力 复合材料 随机森林

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温度对玻璃纤维增强聚合物筋与混凝土黏结性能影响试验研究 被引量：7

2

作者 高永红 彭梦蜜 金清平 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期16-23,共8页

为研究不同温度及不同升温(单调升温和循环升温)、降温方式(单调升温-自然冷却和单调升温-快速冷却)对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与混凝土之间黏结性能的影响,选取2种黏结长度共90个GFRP筋-混凝土立方体试件在温度为20~220℃范围进行... 为研究不同温度及不同升温(单调升温和循环升温)、降温方式(单调升温-自然冷却和单调升温-快速冷却)对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与混凝土之间黏结性能的影响,选取2种黏结长度共90个GFRP筋-混凝土立方体试件在温度为20~220℃范围进行拉拔试验,并在同样温度条件下对54个混凝土立方体试件(单调升温、单调升温-自然冷却)进行抗压、抗拉强度测试。结果表明,2种升温方式下,GFRP筋与混凝土随温度升高黏结性能退化严重,温度低于120℃时,单调升温对黏结强度退化影响超过循环升温;温度超过120℃时,升温方式对黏结性能衰减程度影响减小;2种降温方式下,单调升温-快速冷却随温度升高黏结性能退化明显,单调升温-自然冷却影响轻微。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物筋 黏结性能 温度效应 混凝土

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纤维增强聚合物筋混凝土的研究与应用 被引量：4

3

作者 陈辉 杨彦克 王传波 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期42-45,共4页

纤维增强聚合物(FRP)筋是一种具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等特点的新型复合材料。对纤维增强聚合物筋的基本性能及特点做了简要的分析,并介绍了纤维增强聚合物筋混凝土在国内外的研究和应用现状。

关键词 纤维增强聚合物(FRP)筋 混凝土 力学性能 耐久性

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预应力碳纤维聚合物筋混凝土梁4点弯曲荷载作用下的试验与有限元分析

4

作者 程东辉 邢剑兵 陈默 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期78-81,共4页

为了解决混凝土构件中钢筋锈蚀问题,可以用碳纤维聚合物筋替代钢筋作为增强材料,与混凝土共同受力。为研究这类构件的力学性能,以普通钢筋作非预应力筋,以碳纤维增强聚合物筋作无黏结预应力筋,制作了4根无黏结部分预应力混凝土简支梁,... 为了解决混凝土构件中钢筋锈蚀问题,可以用碳纤维聚合物筋替代钢筋作为增强材料,与混凝土共同受力。为研究这类构件的力学性能,以普通钢筋作非预应力筋,以碳纤维增强聚合物筋作无黏结预应力筋,制作了4根无黏结部分预应力混凝土简支梁,完成了试验梁的4点弯曲加载试验。通过有限元分析了这类梁的受力性能。结果表明:试验结果与有限元分析结果吻合良好。基于试验与分析数据,提出了这类构件正截面承载力的计算公式和刚度的计算公式。 展开更多

关键词 4点弯曲试验 有限元分析 碳纤维增强聚合物筋 无黏结预应力混凝土梁

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氯盐环境下钢筋混凝土腐蚀机理及防腐蚀技术研究进展 被引量：1

5

作者 陈云 郑文博 付前旺 《材料导报》 北大核心 2025年第11期128-141,共14页

为深化对钢筋混凝土结构在氯盐环境下耐久性能演变机制的认识,本文系统阐述了氯化物侵蚀作用下钢筋混凝土腐蚀机理、钢混界面粘结性能演变规律及其粘结强度本构模型、混凝土裂缝的产生及扩展,归纳了梁、柱构件力学性能演变规律的典型试... 为深化对钢筋混凝土结构在氯盐环境下耐久性能演变机制的认识,本文系统阐述了氯化物侵蚀作用下钢筋混凝土腐蚀机理、钢混界面粘结性能演变规律及其粘结强度本构模型、混凝土裂缝的产生及扩展,归纳了梁、柱构件力学性能演变规律的典型试验结果,总结了目前的主要防腐蚀技术与方法。结果表明:电加速腐蚀试验和拉拔试验的钢混界面粘结性能变化规律,以及钢筋混凝土构件的腐蚀试验与承载力试验的分阶段进行,都忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且腐蚀过程与自然腐蚀显著不同,应考虑真实环境与材料特性复杂多变的特点。防腐蚀的技术主要是基于水泥基材料的改善、对钢筋的保护及电化学腐蚀控制技术。水泥基材料的改善意味着降低孔隙率和孔隙之间的连通性,以避免氯化物向钢筋转移。通过添加辅助性胶凝材料或在混凝土内掺入纤维来提高混凝土密实度,通常用纤维增强聚合物(FRP)筋替代钢筋、在钢筋表面使用防护涂层和使用合金钢等,电化学腐蚀控制包括阴极保护和电化学氯离子萃取。 展开更多

关键词 氯盐 粘结性能 力学性能 纤维增强聚合物筋 防护涂层 电化学

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FRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁冲击响应简化分析与预测

6

作者 张仁波 李昕晨 +1 位作者 金浏 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期44-53,共10页

针对目前试验和数值模拟方法复杂且低效的问题,研究了纤维增强聚合物(fiber-reinforced polymer,FRP)筋/钢筋混合配筋混凝土梁在冲击荷载下动态响应的简化分析与预测方法。首先,建立了混合配筋混凝土梁的动态弯-剪抗力模型;其次,基于此... 针对目前试验和数值模拟方法复杂且低效的问题,研究了纤维增强聚合物(fiber-reinforced polymer,FRP)筋/钢筋混合配筋混凝土梁在冲击荷载下动态响应的简化分析与预测方法。首先,建立了混合配筋混凝土梁的动态弯-剪抗力模型;其次,基于此模型并考虑应力波传播效应,提出了一种改进的双自由度简化分析模型来预测混合配筋混凝土简支梁的冲击响应,并验证了该模型的准确性;最后,基于量纲分析,对双自由度模型计算的120组冲击工况的结果进行回归分析,建立了混合配筋梁的峰值位移和冲击力时程曲线的经验性预测模型。结果表明,该模型的预测误差基本在20%以内,可为混合配筋混凝土梁在冲击荷载作用下的工程实践提供一种有效的简化计算方法。 展开更多

关键词 冲击荷载 纤维增强聚合物(FRP)筋 混合配筋混凝土梁 双自由度模型 设计方法

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玻璃纤维筋与钢筋混杂配筋柱正截面承载力 被引量：5

7

作者 邓宗才 高伟男 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1622-1628,共7页

为了解决配筋率、偏心距和混杂配筋面积比对混凝土柱的破坏形式、影响侧向位移和柱正截面承载力计算的问题,采用构件试验的方法,对6根钢筋与玻璃纤维增强聚合物筋混杂配筋柱进行偏压试验。试验结果表明:混杂配筋柱最终破坏形式均为混凝... 为了解决配筋率、偏心距和混杂配筋面积比对混凝土柱的破坏形式、影响侧向位移和柱正截面承载力计算的问题,采用构件试验的方法,对6根钢筋与玻璃纤维增强聚合物筋混杂配筋柱进行偏压试验。试验结果表明:混杂配筋柱最终破坏形式均为混凝土压碎且承载力较高,破坏前柱内玻璃纤维增强聚合物筋保持完好;通过合理配筋,柱延性及受拉玻璃纤维增强聚合物纵筋强度能够较好发挥;试验中玻璃纤维增强聚合物纵筋与混凝土截面应变分布符合平截面假定;同荷载时,柱侧向位移随配筋率增大而减小,随混杂配筋面积比(玻璃纤维增强聚合物与钢筋面积之比)和偏心距增大而增大。依据平截面假定,建立了混杂配筋柱正截面承载力公式,计算准度较高,供设计参考。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物筋 钢筋 混杂配筋 偏心受压 正截面 承载力

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FRP筋混凝土短梁抗剪性能试验研究及承载力计算 被引量：1

8

作者 宋博 金浏 杜修力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1080-1088,共9页

为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.... 为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.试验结果表明,梁高、剪跨比、水平腹筋率、竖向腹筋率均对FRP筋混凝土短梁的抗剪承载力有显著影响.当梁高由300 mm增大到1200 mm,试验梁的无量纲极限抗剪强度下降46.7%.当水平腹筋率由0增大至1.0%,试验梁的无量纲极限抗剪强度提高40.5%.基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算式可以合理反映梁高、剪跨比、水平腹筋率等因素的影响规律,计算结果与本试验结果及搜集试验数据均吻合良好. 展开更多

关键词 混凝土短梁 纤维增强聚合物(FRP)筋 抗剪承载力 计算方法 拉杆拱模型

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CFRP筋钢筋混凝土剪力墙自复位性能试验研究 被引量：9

9

作者 赵军 赵齐 陈纪伟 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2016年第3期18-24,共7页

通过对1片钢筋混凝土剪力墙和4片配有碳纤维增强聚合物(CFRP)筋的剪力墙的低周反复荷载试验,在分析试验中测得的裂缝宽度、裂缝的发展和分布形态、侧向变形的基础上,研究了在钢筋混凝土剪力墙的适当位置部分或全部配置CFRP筋对剪力墙的... 通过对1片钢筋混凝土剪力墙和4片配有碳纤维增强聚合物(CFRP)筋的剪力墙的低周反复荷载试验,在分析试验中测得的裂缝宽度、裂缝的发展和分布形态、侧向变形的基础上,研究了在钢筋混凝土剪力墙的适当位置部分或全部配置CFRP筋对剪力墙的残余裂缝和残余变形等自复位性能的影响规律。研究结果表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,配有CFRP筋的剪力墙的开裂荷载较低,裂缝较多,裂缝分布分布范围较广,墙体的最大裂缝宽度、残余裂缝宽度和侧向残余变形分别降低了60%、70%和90%,说明在剪力墙中合理配置CFRP筋能使剪力墙具有优异的自复位性能。 展开更多

关键词 剪力墙 碳纤维增强聚合物筋 自复位 裂缝宽度 残余裂缝 残余变形

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极地低温下CFRP筋与混凝土的黏结性能 被引量：5

10

作者 谢剑 乔羽 王启辰 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期533-537,550,共6页

开展了碳纤维增强聚合物(CFRP)筋混凝土试件的拉拔试验,考虑混凝土强度、CFRP筋直径、黏结长度、保护层厚度等参数,分析了极地低温对CFRP筋与混凝土黏结性能的影响规律.结果表明:与常温相比,极地低温降低了CFRP筋与混凝土的黏结性能,但... 开展了碳纤维增强聚合物(CFRP)筋混凝土试件的拉拔试验,考虑混凝土强度、CFRP筋直径、黏结长度、保护层厚度等参数,分析了极地低温对CFRP筋与混凝土黏结性能的影响规律.结果表明:与常温相比,极地低温降低了CFRP筋与混凝土的黏结性能,但在18~-80℃范围内,随着温度的降低,其黏结强度并非呈现单一趋势的变化规律;随着CFRP筋直径和黏结长度的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度呈降低趋势,提高混凝土强度或增大保护层厚度将提高其黏结强度;极地低温条件下CFRP筋与混凝土的黏结界面趋于脆性,易发生突然且随机的界面破坏,而不易发生混凝土的劈裂破坏. 展开更多

关键词 极地低温 碳纤维增强聚合物筋 黏结性能 拉拔试验

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不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展 被引量：4

11

作者 张庭 金清平 +2 位作者 宋仕娥 曹南南 邓思远 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期75-81,共7页

针对纤维增强聚合物(FRP)筋体,综合分析了水溶液浸泡、盐溶液侵蚀,酸溶液和碱溶液,以及冻融等不同作用介质和作用方式下筋体的拉伸性能,归纳总结了FRP筋体拉伸强度演化规律。从FRP筋拉伸强度退化作用机理出发,以Arrhenius方程为基础,探... 针对纤维增强聚合物(FRP)筋体,综合分析了水溶液浸泡、盐溶液侵蚀,酸溶液和碱溶液,以及冻融等不同作用介质和作用方式下筋体的拉伸性能,归纳总结了FRP筋体拉伸强度演化规律。从FRP筋拉伸强度退化作用机理出发,以Arrhenius方程为基础,探讨了不同作用方式下FRP筋拉伸强度寿命预测模型方程的参数特征。 展开更多

关键词 纤维增强聚合物筋 腐蚀环境 拉伸性能 耐久性 寿命预测模型

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碱性环境下不同基体材料GFRP筋的拉伸性能试验研究 被引量：2

12

作者 胡绍峰 李明 +1 位作者 张砚达 肖海苑 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第11期72-76,共5页

玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称"GFRP")筋作为一种替代钢筋的新型建筑材料已在混凝土结构中开始使用,研究在模拟混凝土的碱性溶液中,不同基体材料的GFRP筋在90 d浸泡周期内的腐蚀机理、破坏机理及... 玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称"GFRP")筋作为一种替代钢筋的新型建筑材料已在混凝土结构中开始使用,研究在模拟混凝土的碱性溶液中,不同基体材料的GFRP筋在90 d浸泡周期内的腐蚀机理、破坏机理及拉伸强度、弹性模量等拉伸力学性能的变化规律。试验结果表明:两种基体材料GFRP筋的典型破坏形式大致相同,均为丝束状炸开的脆性破坏;基体材料为不饱和聚酯树脂基的GFRP筋的拉伸强度会不断降低,弹性模量前期稍有增长,后期也不断降低,最终浸泡周期达到90 d时,其拉伸强度和弹性模量的衰减均低于标准的最低要求;基体材料为乙烯基酯树脂的GFRP筋的拉伸强度会不断降低,但衰减速率要低于基体材料为不饱和聚酯树脂的GFRP筋,而弹性模量变化并不明显,最终浸泡周期达到90 d时,抗拉强度和弹性模量均满足标准规定的最低要求。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物筋 基体树脂 碱性环境 拉伸力学性能

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模拟海水海砂混凝土环境下GFRP筋耐久性试验研究

13

作者 代力 段亚鹏 +1 位作者 范雨琪 徐素丽 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期114-116,共3页

采用加速老化试验方法对模拟海水海砂混凝土环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的耐久性能展开研究。对GFRP筋在60℃五种不同的海水-海砂混凝土溶液浸泡下的外观形态、吸湿率进行分析,并运用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后GFRP筋的微观形... 采用加速老化试验方法对模拟海水海砂混凝土环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的耐久性能展开研究。对GFRP筋在60℃五种不同的海水-海砂混凝土溶液浸泡下的外观形态、吸湿率进行分析,并运用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后GFRP筋的微观形貌进行观测。结果表明,模拟海水-海砂混凝土环境中,试件均出现了不同程度纤维与树脂界面层脱黏的现象,其中OH-浓度较高的环境中试件出现了树脂的破损;在相同侵蚀时间下,GFRP筋在海水海砂混凝土环境溶液中的吸水率要低于普通混凝土环境溶液;在实际海水海砂混凝土结构中,可以通过采用FRP高性能海水-海砂混凝土结构以减少环境作用对FRP筋的侵蚀作用。 展开更多

关键词 海水海砂混凝土 玻璃纤维增强聚合物筋 耐久性能 微观分析

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FRP筋相关因素对粘结性能的影响综述

14

作者 王晓龙 商怀帅 +2 位作者 陆兆虎 肖振浩 徐少辉 《材料导报》 2025年第17期261-268,共8页

近年来,纤维增强聚合物(FRP)筋作为传统钢筋的替代品,在混凝土结构中的应用越来越广泛。FRP筋与混凝土之间的粘结性能直接影响到结构的整体性能和耐久性,因此对粘结行为的深入研究具有重要意义。本研究综述了FRP筋与混凝土的粘结机理、... 近年来,纤维增强聚合物(FRP)筋作为传统钢筋的替代品,在混凝土结构中的应用越来越广泛。FRP筋与混凝土之间的粘结性能直接影响到结构的整体性能和耐久性,因此对粘结行为的深入研究具有重要意义。本研究综述了FRP筋与混凝土的粘结机理、破坏模式及影响粘结性能的关键因素。首先,详细阐述了化学胶着力、摩擦力和机械咬合力在不同条件下对粘结性能的作用机制。其次,分析了FRP筋的纤维类型、弹性模量、粘结长度、筋材直径、表面特性及浇筑位置等因素对粘结强度的影响,并总结了相关实验研究结果。研究表明,通过优化这些因素,能够显著提升FRP筋的粘结性能。尽管已有研究取得了显著进展,但在长期耐久性和复杂受力状态下的粘结行为方面仍存在研究空白。本文为未来的研究方向提供了指导,旨在推动FRP筋在土木工程中的广泛应用。 展开更多

关键词 纤维增强聚合物(FRP)筋 混凝土 粘结性能 粘结机理 性能预测 破坏形态

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基于高性能材料接缝的预制拼装桥面板力学性能 被引量：5

15

作者 胡梦涵 韩强 +3 位作者 贾振雷 杜修力 焦驰宇 龙佩恒 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期69-81,91,共14页

为实现全预制装配式桥梁工程,满足桥梁上部结构的快速建造需求,基于超高性能混凝土(UHPC)和碳纤维增强聚合物筋(CFRP)的优越力学性能,提出基于高性能材料接缝的预制拼装桥面板。对13个试件开展静力和疲劳试验,揭示新型预制拼装桥面板的... 为实现全预制装配式桥梁工程,满足桥梁上部结构的快速建造需求,基于超高性能混凝土(UHPC)和碳纤维增强聚合物筋(CFRP)的优越力学性能,提出基于高性能材料接缝的预制拼装桥面板。对13个试件开展静力和疲劳试验,揭示新型预制拼装桥面板的破坏形态,探明疲劳荷载作用下各力学性能指标衰减规律;提出静力作用下承载力和挠度的预测方法,建立考虑疲劳效应的改进挠度计算方法和疲劳损伤模型。试验结果表明:静力作用下,基于高性能材料接缝的预制拼装桥面板均具有理想的破坏形态,增多预埋焊接栓钉的数量和增大锚固区间距明显提高承载力;疲劳荷载作用下,桥面板的挠度､刚度和耗能随疲劳次数的发展趋势分为3个阶段:损伤快速增长阶段,损伤缓慢累积阶段和疲劳损伤破坏阶段;建立的承载力和挠度预测模型具有良好精度;提出的考虑疲劳效应的改进挠度预测方法和疲劳损伤模型,可为评估新型桥面板的挠度和疲劳损伤程度提供参考。为了充分验证接缝连接形式和分析模型的有效性,今后研究将增加试件的类型与数量。 展开更多

关键词 预制拼装桥面板接缝 超高性能混凝土 碳纤维增强聚合物预应力筋 静力和疲劳试验 预测模型

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