钢-连续纤维复合筋珊瑚混凝土单向板受弯性能研究

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作者 梁莹 覃伟恒 +1 位作者 陈宗平 李志彬 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1703-1716,共14页

兼顾钢筋与纤维增强复合材料(FRP)的优势,钢-连续纤维复合筋(SFCB)可与珊瑚混凝土结合,在远海岛屿的开发中具有良好的应用前景。为研究钢-连续纤维复合筋珊瑚混凝土单向板的受弯力学性能,以钢筋类型、纵筋配筋率和混凝土类型为变化参数,... 兼顾钢筋与纤维增强复合材料(FRP)的优势,钢-连续纤维复合筋(SFCB)可与珊瑚混凝土结合,在远海岛屿的开发中具有良好的应用前景。为研究钢-连续纤维复合筋珊瑚混凝土单向板的受弯力学性能,以钢筋类型、纵筋配筋率和混凝土类型为变化参数,对6块单向板试件进行静力单调受弯试验,观察了单向板的受力破坏过程及形态,获取了受力全过程的弯矩-挠度曲线和材料应变分布,分析了变化参数对单向板受弯性能的影响。结果表明:SFCB试件的破坏模式与普通钢筋试件相似,属于正截面弯曲破坏,在混凝土开裂后具有更强的抗弯刚度,裂缝发展得到有效限制,与普通钢筋试件相比,极限弯矩提升了8.4%,但延性降低了12.7%;SFCB试件的抗弯刚度和承载力随配筋率减小而降低,但延性有所提升,最大提升幅度为71.2%;珊瑚骨料的表面多孔、微泵效应和脆性等特征导致SFCB珊瑚混凝土板试件的承载能力较高,变形能力较差,但其破坏形态与普通混凝土板试件相似;最后基于平截面假定,推导出SFCB混凝土单向板的极限弯矩计算公式,其计算值与试验值较为吻合。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋 珊瑚混凝土 单向板 受弯性能 承载力计算

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建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能研究

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作者 胡汉敏 李尚辉 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期59-63,共5页

为了研究建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能,以玄武岩纤维为连续纤维原料,缠绕螺纹钢筋制备钢-连续纤维复合筋,用万能试验机对该复合筋施加单调及反复的单向拉伸力,测试其应力-应变关系,以及抗压强度与弹性模量等性能。结果表... 为了研究建筑用钢-连续纤维复合筋的单向拉伸力学性能,以玄武岩纤维为连续纤维原料,缠绕螺纹钢筋制备钢-连续纤维复合筋,用万能试验机对该复合筋施加单调及反复的单向拉伸力,测试其应力-应变关系,以及抗压强度与弹性模量等性能。结果表明:钢-连续纤维复合筋的塑性变形能力良好,且在玄武岩纤维的质量分数为35%时,复合筋的内芯屈服后外包纤维呈现出显著二次刚度,说明其单向拉伸性能最优。在高温下钢-连续纤维复合筋仍能保持较高的抗拉强度与弹性模量,说明其高温单向拉伸性能较优,可作为建筑的重要用材。 展开更多

关键词 建筑 钢-连续纤维复合筋 单向拉伸 力学性能

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)力学性能试验研究与理论分析 被引量：39

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作者 吴刚 罗云标 +2 位作者 吴智深 胡显奇 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期53-61,共9页

本文对工业化制备的钢-连续纤维复合筋(SFCB)制品进行了单向拉伸和反复拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期刚度、二次刚度、屈服强度、极限强度、卸载刚度、残余变形。试验结果表明,SFCB的荷载-应变关系曲线在纤维断裂前呈... 本文对工业化制备的钢-连续纤维复合筋(SFCB)制品进行了单向拉伸和反复拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期刚度、二次刚度、屈服强度、极限强度、卸载刚度、残余变形。试验结果表明,SFCB的荷载-应变关系曲线在纤维断裂前呈现出明显的双折线,钢筋屈服后SFCB具有稳定的二次刚度、小的残余变形和良好的可恢复性能。根据材料的复合法则推导出了SFCB单调加载下应力-应变关系的理论计算模型,针对根据现有钢筋和纤维材料恢复力模型直接采用复合法则得到的SFCB反复拉伸的理论模型和试验结果误差较大的情况,基于SFCB反复拉伸的荷载-应变试验曲线特征,经过统计分析,构建了SFCB反复拉伸下应力-应变关系恢复力模型,该模型良好地揭示了SFCB在反复加载下其卸载模量随塑性发展而逐渐退化的规律,与试验数据进行比较,发现均吻合较好,证明了可以通过理论计算对SFCB的力学性能进行预测和设计。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 力学性能 反复加载 试验研究 理论分析

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钢-连续纤维复合筋增强混凝土柱抗震性能试验研究 被引量：18

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作者 孙泽阳 吴刚 +1 位作者 吴智深 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期24-33,共10页

具有稳定二次刚度和良好震后可修复性的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱的抗震性能与普通RC柱有较大差别,本文对在水平往复荷载作用下,轴压比为0.12的4个SFCB增强混凝土柱及1个RC对比柱的抗震性能进行试验研究。SFCB增强混凝土柱... 具有稳定二次刚度和良好震后可修复性的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱的抗震性能与普通RC柱有较大差别,本文对在水平往复荷载作用下,轴压比为0.12的4个SFCB增强混凝土柱及1个RC对比柱的抗震性能进行试验研究。SFCB增强混凝土柱主要变化参数为SFCB中的纤维种类(玄武岩纤维和碳纤维)和钢/纤维比例。研究结果表明:①SFCB增强混凝土柱相对普通RC柱具有稳定的二次刚度,在复合筋内芯钢筋屈服后,SFCB增强混凝土柱承载力仍可稳定提高;②SFCB增强混凝土柱由于复合筋的二次刚度,实现了在与普通RC柱相同柱顶变形能力的前提下,具有较小柱脚曲率需求的特点,从而实现较小的卸载残余位移,较高的震后可修复性能;③SFCB增强混凝土柱的性能特点与复合筋中外侧纤维有直接关系,钢-玄武岩纤维复合筋增强混凝土柱相对于钢-碳纤维复合筋柱具有更好的延性(二次刚度有效长度)和相同柱顶侧向位移水平下卸载时更小的残余位移。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋 混凝土柱 二次刚度 残余侧移率

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新型钢-连续纤维复合筋增强无砟轨道板及其基本性能研究 被引量：7

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作者 吴刚 杨洋 +2 位作者 杨琼东 蒋剑彪 吴智深 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期136-144,共9页

传统无砟轨道板采用钢筋增强,不仅影响轨道板的绝缘效果,恶化了无绝缘轨道电路的一次参数(主要是钢轨电阻和电感),而且其绝缘处理方法(添加绝缘套管或卡子)也降低了钢筋与混凝土黏结性能。对此,利用钢-连续纤维复合筋(SFCB)优异的绝缘性... 传统无砟轨道板采用钢筋增强,不仅影响轨道板的绝缘效果,恶化了无绝缘轨道电路的一次参数(主要是钢轨电阻和电感),而且其绝缘处理方法(添加绝缘套管或卡子)也降低了钢筋与混凝土黏结性能。对此,利用钢-连续纤维复合筋(SFCB)优异的绝缘性能,较好的黏结性能和较高的弹性模量等优点,提出一种新型SFCB增强无砟轨道板。首先对新型SFCB增强无砟轨道板进行绝缘性能试验,结果表明:SFCB增强轨道板相对有绝缘套管钢筋增强轨道板有效降低了钢轨一次参数的影响。在获得理想绝缘性能的基础上,对SFCB增强无砟轨道板进行受弯性能试验,结果表明:与普通RC板相比,SFCB板具有更高的极限承载力,更高的能量储备以及相当的位移延性,同时SFCB板的二次刚度限制了其钢筋屈服后的裂缝发展和宽度。文中提出的SFCB增强无砟轨道板具有更好的综合性能,值得在工程中推广应用。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 玄武岩纤维 无砟轨道板 绝缘性能 受弯性能

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)与混凝土粘结性能试验研究 被引量：16

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作者 孙泽阳 吴刚 +2 位作者 吴智深 张敏 胡显奇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第1期21-27,共7页

钢-连续纤维复合筋（Steel Fiber Composite Bar，简称SFCB）是一种以钢筋为内芯外包纵向纤维的新型增强材料，具有较高的弹性模量、稳定的二次刚度及优异的耐腐蚀性能等特点。本文基于10个标准拉拔试件对SFCB与混凝土之间的粘结性能进... 钢-连续纤维复合筋（Steel Fiber Composite Bar，简称SFCB）是一种以钢筋为内芯外包纵向纤维的新型增强材料，具有较高的弹性模量、稳定的二次刚度及优异的耐腐蚀性能等特点。本文基于10个标准拉拔试件对SFCB与混凝土之间的粘结性能进行了研究，结果表明：SFCB与混凝土的粘结强度约为相应带肋钢筋的94％；拉拔试件的破坏形态可分为钢筋内芯屈服后SFCB拔出、钢筋内芯屈服前SFCB拔出和SFCB拉断3种；钢筋内芯屈服后SFCB拔出试件应力峰值点对应的自由端滑移值为1．76～1．84mm。本文所用SFCB为首次工业化制备出的复合筋，其粘结性能有一定的离散性，可以通过表面喷砂、表面缠肋以及变化肋的缠绕方向、间距和深度及制作工艺的进一步改善、成熟和稳定等方法来改善SFCB与混凝土的粘结性能。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 拉拔试验 粘结强度 混凝土

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)单向拉伸力学性能试验研究 被引量：20

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作者 吴刚 罗云标 +2 位作者 吴智深 胡显奇 张敏 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第1期1-7,共7页

首先针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)的特点设计了一套单向拉伸的试验装置和方法,然后对工业化制备的SFCB制品进行了单向拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期弹性模量、二次刚度、屈服强度、极限强度。试验结果表明,SFCB的应力-... 首先针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)的特点设计了一套单向拉伸的试验装置和方法,然后对工业化制备的SFCB制品进行了单向拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期弹性模量、二次刚度、屈服强度、极限强度。试验结果表明,SFCB的应力-应变关系曲线在纤维断裂前呈现出明显的双折线,钢筋屈服后SFCB具有稳定的二次刚度。根据材料的复合法则推导出SFCB单向拉伸的理论计算模型,并与试验数据进行比较,发现吻合得较好,证明了可以根据复合法则对SFCB的性能进行预测和设计。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 力学性能 试验研究

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱抗震性能初探 被引量：11

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作者 罗云标 吴刚 +2 位作者 吴智深 张敏 胡显奇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第1期14-20,34,共8页

为验证具有稳定二次刚度的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱在地震作用下有较小的残余变形和良好的可修复性,本文首先基于纤维截面模型,利用有限元软件OpenSees对SFCB增强的混凝土柱在往复荷载下的受力性能进行了数值模拟,然后介绍... 为验证具有稳定二次刚度的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱在地震作用下有较小的残余变形和良好的可修复性,本文首先基于纤维截面模型,利用有限元软件OpenSees对SFCB增强的混凝土柱在往复荷载下的受力性能进行了数值模拟,然后介绍了SFCB增强混凝土柱在低周反复荷载作用下的部分试验结果,通过计算值与试验结果的比较,两者吻合良好,且都证明了SFCB增强混凝土柱具有明显而稳定的二次刚度和屈服后残余变形小的特性。最后通过对SFCB增强混凝土柱与普通RC柱的非线性动力时程分析进一步表明,在罕遇地震作用下,SFCB增强混凝土柱具有残余变形小,可修复性强的抗震性能。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋 纤维模型 混凝土柱 残余变形 数值分析

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)的生产制备研究 被引量：21

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作者 罗云标 吴刚 +2 位作者 吴智深 胡显奇 田野 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第1期28-34,共7页

提出一种钢筋与连续纤维复合而成的钢-连续纤维复合筋(SFCB)新型增强材料。首先介绍了试验室手工制备SFCB的研究工作,在大量探索性试验研究的基础上,提出SFCB的理想构造形式;然后具体介绍工业化制备SFCB各个组分的材料性能、SFCB生产过... 提出一种钢筋与连续纤维复合而成的钢-连续纤维复合筋(SFCB)新型增强材料。首先介绍了试验室手工制备SFCB的研究工作,在大量探索性试验研究的基础上,提出SFCB的理想构造形式;然后具体介绍工业化制备SFCB各个组分的材料性能、SFCB生产过程以及关键工艺,工业化生产出SFCB制品;最后对SFCB与传统的钢筋以及FRP筋的性能和价格做了综合比较,表明SFCB不仅具有了良好的力学性能,同时相对于FRP棒材还具有较明显的价格优势,是一种综合性能优越的新型筋材,为SFCB的大量生产和推广应用打下了很好的基础。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 构造形式 工业化生产

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)嵌入式加固混凝土梁试验研究 被引量：7

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作者 吴刚 罗云标 +2 位作者 吴智深 张敏 胡显奇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第1期8-13,27,共7页

通过1根对比梁、4根钢-连续纤维复合筋(SFCB)及1根CFRP筋嵌入式加固钢筋混凝土梁的抗弯试验,从各阶段荷载、截面刚度、延性、裂缝情况等方面对其抗弯加固性能进行了全面的比较分析。试验证明,嵌入SFCB抗弯加固能同时显著提高受弯构件正... 通过1根对比梁、4根钢-连续纤维复合筋(SFCB)及1根CFRP筋嵌入式加固钢筋混凝土梁的抗弯试验,从各阶段荷载、截面刚度、延性、裂缝情况等方面对其抗弯加固性能进行了全面的比较分析。试验证明,嵌入SFCB抗弯加固能同时显著提高受弯构件正常使用阶段的刚度和极限阶段的承载力,在具有CFRP筋材理想耐腐蚀性能的同时,而成本却远低于目前所用的CFRP筋,是一种高性能低成本的高效加固方式。 展开更多

关键词 嵌入式加固 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 抗弯加固 混凝土梁

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新型纤维复合筋增强无砟轨道板变幅疲劳性能试验研究 被引量：2

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作者 杨洋 张志勤 +2 位作者 吴刚 曹大富 陆伟刚 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期111-119,共9页

为评估变幅疲劳对无砟轨道板疲劳性能的影响,通过试验测试了7块无砟轨道板,每块轨道板具有相等的横截面刚度,所使用筋材分别为钢-连续纤维复合筋(SFCB)、玄武岩纤维复合筋(BFRP)和传统钢钢筋;试验参数主要考虑荷载水平和加载顺序的影响... 为评估变幅疲劳对无砟轨道板疲劳性能的影响,通过试验测试了7块无砟轨道板,每块轨道板具有相等的横截面刚度,所使用筋材分别为钢-连续纤维复合筋(SFCB)、玄武岩纤维复合筋(BFRP)和传统钢钢筋;试验参数主要考虑荷载水平和加载顺序的影响。试验结果表明,SFCB增强的轨道板具有更高的疲劳极限,当荷载水平超过疲劳极限时,SFCB增强轨道板的挠度,裂缝宽度和应力仍处于受控状态;相比之下,传统钢筋和BFRP筋增强轨道板的疲劳寿命和刚度均显著降低;疲劳极限内,荷载加载顺序对SFCB和BFRP筋增强轨道板的疲劳性能影响不大,在此期间,疲劳损伤仍由最大荷载水平控制。 展开更多

关键词 无砟轨道板 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 玄武岩纤维复合筋(BFRP) 疲劳极限 疲劳性能

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部分无黏结复合筋混凝土梁变形能力研究 被引量：3

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作者 高祥 孙泽阳 +2 位作者 孙运楼 何小元 吴刚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期20-26,共7页

钢-连续纤维复合筋(SFCB)由内芯钢筋和外侧复合材料(FRP)组成,具有高耐久、可控的屈服后二次刚度等优点。由于FRP的极限延伸率较低,SFCB混凝土构件的极限状态往往由FRP断裂应变控制。为了提高SFCB混凝土梁的变形能力,针对变化无黏结长度... 钢-连续纤维复合筋(SFCB)由内芯钢筋和外侧复合材料(FRP)组成,具有高耐久、可控的屈服后二次刚度等优点。由于FRP的极限延伸率较低,SFCB混凝土构件的极限状态往往由FRP断裂应变控制。为了提高SFCB混凝土梁的变形能力,针对变化无黏结长度的SFCB混凝土梁进行了试验研究,结合数字图像相关技术(DIC)测量了构件表面位移场,研究了无黏结长度对SFCB混凝土梁变形能力、承载能力的影响。结果表明:随着无黏结长度增大,SFCB混凝土梁的裂缝高度、宽度和间距逐渐增加,受压区混凝土将更早被压溃;SFCB混凝土梁的屈服后刚度与开裂后刚度的比值比较稳定,约为22%;跨中设置无黏结段后,跨中混凝土表面平均应变依然符合平截面假定;适当设置无黏结段有利于降低受拉筋材应变,提升SFCB混凝土梁的抗弯承载能力和变形能力。 展开更多

关键词 部分无黏结混凝土梁 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 数字图像相关(DIC) 变形能力

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重复荷载作用下SFCB混凝土黏结性能试验研究

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作者 张继旺 邱国兴 +4 位作者 易金 龙安宝 李友胜 陈俊雯 王磊 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第1期69-73,77,共6页

针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)混凝土构件在动荷载作用下应力传递机制复杂、黏结破坏机理及应力分布特征尚未明确等问题,通过等阶、变阶重复加载的中心拉拔试验、并与单向拉拔试验对比。结果表明:等阶、变阶重复加载试件的黏结强度比单... 针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)混凝土构件在动荷载作用下应力传递机制复杂、黏结破坏机理及应力分布特征尚未明确等问题,通过等阶、变阶重复加载的中心拉拔试验、并与单向拉拔试验对比。结果表明:等阶、变阶重复加载试件的黏结强度比单向拉拔试件低11.8%~19.8%,黏结界面损伤更为严重,且重复加载1次平均黏结应力峰值出现约0.5%~1.6%的损失;不同加载方式,试件拔出过程中的黏结-滑移曲线特征基本相似,钢芯与纤维层因变形不一致出现相对滑移;SFCB沿埋长方向的黏结应力并非均匀分布,不同加载方式的应力“波峰”形态有所区别。明确重复荷载作用下SFCB混凝土的黏结性能,可为SFCB混凝土结构设计、黏结-滑移曲线模型建立提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋 重复荷载 黏结性能 黏结-滑移曲线 应力分布

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