FRP管混凝土柱结构的研究进展与展望

FRP管混凝土柱结构的研究进展与展望乖 施一雷 王丽 (美国佛罗里达国际人学迈阿密33174) 摘要：FRP管混凝土柱结构是以预制FRP管作为永久模板和保护外壳，在管内浇注混凝十或钢筋混凝 土所形成的新型FRP一混凝土组合结构，这种新型组合结构具有许多优于传统钢筋混凝土结构的性能。本 文回顾了FRP管混凝土柱结构的发展过程，重点分析了其钮轴压和压弯状态下的力学性能以及国内外对 其抗震性能的研究进展。最后本文还展望了FRP管混凝土柱结构的应用方向和研究趋势。 关键词：纤维增强复合材料FRP管混凝土FRP一混凝十组合结构力学性能抗震性能约束 DEVELoPMENTANDPRoSPECTSoFHYBRIDFRI’-CoNCRETECoLUMNS Yil画ShiLiWang (FloridaInternationalUniversity,Miami，FL，USA33174) Abstract：HybridFRP—concretecolumnisanewconstructionusingconcrete-filledFRPtubes．whichhasbetter performanceOVerconventionalreinforcedconcretemembers．TheFRPtubesarestay-in-placeformsaswellas life-timejacketsforconcretecore．ThedevelopmentofthistypeofnewhybridFRP—concretestructuresis reviewed，withemphasisontheaxial-compressionbehavior,axial-flexuralbehaviorandcyclicbehavior．The prospectforfutureresearchandapplicationisalsopresented． Keywords：Fiberreinforcedpolymer；,Conerete-filledFRPtube；HybridFl姆-concretestructures；Mechanical behavior,Seismicperformance；Confinement． 为了解决美国佛州沿海桥梁结构的钢筋锈蚀 问题，Mirmiran和Shahawy予1995年首次提出了 将Fl冲管混凝土柱应用于桥墩的新型结构体系fl】。 与此同时，美国西海岸的加州大学圣迭哥分校的 Seible等也提出了将此类体系运用丁抗震区的桥梁 结构【2】。FI冲管混凝土柱是以预制FRP管作为永久 模板和保护外壳，在管内浇注混凝士或钢筋混凝士 所形成的构件。禾1传统钢筋混凝十、钢管混凝土结 构相比，它具有以下优点： 1)FRP管具有较高的强度质量比、刚度质量 比和良好的耐腐蚀性能，特别适于沿海桥墩所处的 复杂环境： 2)FRP管既是施工时的免拆模板，又是核心 混凝土结构全寿命的保护外壳，同时也加快了施工 建设周期； 3)FRP管对核心’混凝土全截面的约束比传统 钢筋混凝土更有效，增加了结构构件的延性和承载 力； 4)FRP管可以在强震下保持全截面混凝土的 约束状态，避免混凝土的脱落，提高结构构件的抗 震性能； 5)FRP管可提供一定的抗弯和抗剪能力，同 时根据结构构件的受力特点对其纤维铺层数量及 铺没方向进行优化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ； 6)FRP管可以有效防止纵筋的压屈； 182 7)和钢管混凝十结构相比，FRP管省却了对 钢管进行在役维护的需要； 8)采用玻璃纤维制作的GRIP管，价格相对 钢管低廉。 1 F1冲管混凝土柱的轴压性能 1．1试验研究 FRP管混凝土柱的受力方式和普通钢筋混凝 土柱以及钢管混凝士柱类似。随着轴向应变的增 加，混凝士的侧向应变也同时增加。而此时，侧向 约束机制限制了核心混凝．十的应变，也延迟了混凝 土的开裂和破坏。侧向约束机制产生的环向应力， 使得核心混凝土经受三向应力状态，从而提高了混 凝士构件的强度和延性。侧向约束机制的破坏导致 了构件的失效，比如纵筋的压屈、钢管的压屈或 FRP管的拉裂等。但不同的是，FRP管混凝土柱的 约束应力基于核心混凝土和FRP管的相互作用下 ★美国国家自然科学基金(编号NSF-NEESR-SG0420347)和佛罗里达 国际大学校长奖学金资助。 第一一作者：施一雷男1978年生博：t=研究生。 工业建筑2007年增刊 是可单调增加的，而钢管混凝土柱在钢材屈服以 后，约束应力维持不变【31，如图l所示。 标 准 化 的 轴 向 应 力 O O．Ol O．02 O．03 0．04 0．05 轴向应变 图l三种形式应力一应变曲线比较I，1 在Mirmiran等人的最初系统性研究中，由于现 有的钢筋混凝土和钢管混凝土的本构关系无法模 拟该约束机制的刚度，从而高估了FRP管混凝土柱 的强度。基于各种形式的轴压构件的试验研究之 上，Mirmiran等人提出了新的FRP管约束混凝士四 参数双线性模型f31。该模型随后被拓展到用于模拟 受压构件的形状、长细比和FRP管一混凝土之间的 粘结力等参数的试验研究中【4l。 为减轻构件自重，满足实际工程应用的需要， 加拿大的Fam等人研究了FRP管混凝十内空柱以 及叔FRP管混凝土内空柱(内外双FRP管间填充 混凝土)的力学性能。试验表明，FRP管混凝土柱 的约束性能最强。尽管FRP管混凝土内空柱的延性 相当，但其约束性能有所降低。如加入适当刚度的 内FRP管，则双FRP管混凝土内空柱的强度能比 拟FRP管混凝土柱的力学性制51。 最近，澳大利Ⅱ的Ozbakkaloglu等人研究了带 加强FRP肋或FRP板的矩形FRP管混凝土柱的约 束性能。研究发现，这种约束方式也是相当有效的： 带加强FRP板的矩形FRP管混凝土柱的抗压性能 甚至比多0．5倍约束纤维量的不含加强FRP板的对 照构仆还要蒯引。 1．2理论分析 近年来，对FRP管约束混凝土的本构关系已经 提出了多种分析模型。最早的模型是基于约束混凝 二卜横向变形的特征【31，随后Fam等人的模型【7】发展 丁．考虑横向和轴向应变关系的Mander模型[8l，该 模型也考虑了经受舣向应力状态下FRP管的特性。 这些模型都是基于FRP管混凝土试件的研究基础 上提出的，而在FRP加同领域，已有许多FRP约 束混凝土的分析模型可以借鉴，相关的综合分析可 见文献【9】、【10]、【11】。 FRP管．混凝十组合柱的研究进展与展望一施一雷等 183 2 FRP管混凝土柱的压弯性能 2．1试验研究 Mirmiran等人最初试验的乐弯构件是定制的 带抗剪肋的矩形FRP管混凝土柱，试件包括长柱与 短柱。试验验证了强度的提高，同时表明了该柱的 破坏是有较多预警的延性破坏‘12】113]。考虑到经济 性因素，随后的试件采用了已工业成型的FRP圆 管，试验结果表明该柱作为预应力混凝_十桩基础替 代构件的可行性【141。 Faro等人也研究了纯弯和压弯状态下FRP管 混凝土柱的力学性能。试验研究表明，在压弯状态 下，混凝土的约束效果不特别显著，但是试件的延 性得到了提副”1。随后对矩形FRP管试件压弯性 能的研究表明了这类构件的可行性，它的抗弯强度 和相应的钢管混凝土试件相近【16】。 我国的薛元德等也较早地进行了混杂纤维 FRP混凝土组合材料梁的研究。研究发现，±45。 玻璃纤维交叉缠绕的GFRP管对管内的混凝土能起 到有效的约束作用，能提高构件的抗弯、抗剪及延 性，构件的破坏形式为弯曲破坏；在GFRP管混凝 土组合构件的抗拉面粘贴CFRP、GFRP／CFRP混杂 管混凝土组合结构均能有效地提高构什的承载力 和变形能力【17】【181。 2．2买践应用 为了使FRP管混凝土柱能够应用于桥梁结构 的桩基础，需要对冲击荷载下可能发生的失稳和屈 曲问题进行研究。Mirmiran等在佛州进行的现场试 验表明，压桩的冲击荷载对该组合柱没有造成任何 损伤，沉桩的应力与截面及混凝士强度均相同的预 应力混凝土桩相近f19】。 研究成果最终被成功应用丁美国弗吉尼亚州 的40号公路的桥墩上，如图2所示。试验室和现 场的足尺试验均表明了将FRP管混凝土柱运用于 桥梁结构的可行性。管径625mm、壁厚仅5．4mm 的GFRP管混凝土柱的抗弯能力相当于边长 508mm、配置14根直径12．7mm钢绞线的方形预应 力混凝土柱。在沉桩荷载下，通过量测桩头的冲击 波速和拉、压应变，都表明该柱和预应力混凝土柱 的性能相似。桩端承载力和水平力试验均表明两种 柱的可比性，且现有的混凝十结构的节点连接方式 对FRP管混凝土柱结构也适用。工程实践还表明了 FRP管混凝土柱比传统预虑力混凝土桩造价要高 77％，但是考虑到在复杂环境中的结构全寿命经济 性分析，会有所平衡。到目前为止，桥梁整体结构 性能良好12Ⅲ。 5 0 5 O O 5 O 3 3 2 2 l O O 3 1：RP管混凝土柱的抗震性能 』I仃芷抗巧、抗田能／』的FRP钙代替f忙统 州疑{}7．构t}·制筋帆受力．敞对以r组fi-_}ii的研究 cl，没竹考虑制筋的＆簧，|I|_夸近期的拟静力试验结 果嵌叫．适鼍地殴筒纵阳钢筋对攫r衙构川艇性的教 ￡m女∥l。 ∞2鹿ⅢFRP口一％凝tm☆柱的#☆E《州柏00镕拼“” 榄』℃。此外，畎螗过捌rli始终没十川i观GRFP铝。破 坏的边缘幽j。振动ff试啦骑【一r拟静力试验m结 果，返埋试rl采川rGFRP1穹约求r皑凇l桥墩的殴 }i概念，邮GFRP管没_J铺州^试引疆础，顶f}}r 凡约50,qllll的f_I】隙。返个试验结球为Seible“}的 CSS+I试州晌甙螗结果提供，似圳。 ¨本『fJYamakawa等进行』’AFRP山莆濉凝f 丰}_的I武特对照斌忭包打，r两根钢符靛矬卜杜羽l¨。 撤f}通溅雒¨n试验t，々求是叫，仪“AFRP管业 普通箍潞无法避免粘纠，破“、，而AFRP管和绑台赫 的般匝份川能耵教地提尚抗弯瓶上坐和f姬性”“。 蠹嚣蒸黼黧薰蘸一虢蠹滋燃戮徽燃戮黧蠹罴器鸶蘸一 了相当大的提甜261，如图3所示。美国对高速公路 建设的快速化相当重视，本组试验对FRP管混凝十 柱结构能应用丁快速建设桥梁的前景有较重要的 意义。 漂移率AlLf％) 侧移(nunl 图3Zhu和Mirmiran节点施工方法抗震性能试验的骨架曲线对比图1261 Zhu和Mirmiran在对以上各组抗震试验的理论 分析基础上，选取了华盛顿州的一个实际桥梁进行 了整体模型分析。结果表明，由于FRP线弹性的材 料特性以及FRP极限拉应变低丁钢筋，在对截面的 非线性分析中，FRP管混凝十柱比钢筋混凝土柱的 延性要低。但是，在整体构件诈线性分析中，由于 FRP管的作用增加了构件塑性绞区域，使得FRP 管滋凝土柱能承受的底部剪力比混凝土柱大两倍 多，而且其侧移能力也高出三倍多。在2倍于1994 年Northridge地震波作用下的时程分析的结果表 明，FRP管混凝土柱只承受了中等程度的损伤，而 混凝十柱则遭受了严重程度的损伤【27】。 加拿大的Ozbakkaloglu等则开拓了FRP管和 高强混凝土组合应用的研究，包括了CFRP方管和 圆管约束的高强混凝十试件，其混凝+强度高达 90MPa。研究结果表明，FRP管的约束可显著地提 高普通混凝土和高强混凝士柱的塑性变形能力，这 种约束下的变形超过了同等条件下普通钢筋混凝 土柱【281f291。高强混凝土的脆性限制了其在抗震区 的使用，但是经FRP约束的高强混凝十，变形能力 显著提高，这为复杂受力结构的抗震设计提供了一 个崭新的途径。 3．3现阶段研冤 经过十多年来对FRP管混凝土柱的抗震性能 的研究工作，美国国家自然科学基金地震工程模拟 网(NEES)为FRP管混凝土柱结构作为新一代抗 震桥梁结构的进一步开拓研究提供了资助。该项目 由内华达大学雷诺分校主持。在佛州国际大学的研 FRP管．混凝土组合柱的研究进展与展望一施一雷等 185 究主要有两个方面：六个大比例单FRP管混凝土柱 试件的拟静力试验”ol和四个大比例Fl心管一混凝 土组合结构框架的拟静力试验【3¨。目前为止，单柱 试验已经完成，框架试验1E在进行中。基于这些试 验结果，将在内华达大学雷诺分校进行人比例FRP 一混凝土组合结构桥梁的振动台试验。试验将验证 笔者所在Mirmiran领导的研究组对FRP一混凝土 组合结构的设计方法和理论的可行性。 4 FRP管混凝土柱的研究展望 肖岩等【321对套管钢筋混凝土柱结构进行的大 量的研究对FRP管一混凝土组合结构提供了借鉴 意义。滕锦光等【33】提出了具有良好延性的FI冲管 一混凝土一钢管组合柱。对FRP管混凝土柱未来的 研究方向可从以下方面考虑：FRP约束高强混凝 土、低周疲劳反应、混凝土对剪切变形的贡献、如’ 何提高FRP模板和混凝土之间的粘结力、FRP管的 合理锚固长度、钢筋和箍筋的配筋率和预应力对约 束效应的影响、FRP纤维铺层的优化设计、复杂环 境下的耐久性、动荷载下的FRP管混凝土桩一土一 上部结构的整体分析、FRP管混凝土抗拔桩、FRP 模板的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 试验方法、FRP管一混凝土组合结构的 无损检测和损伤评估以及在役修复等。 FRP管混凝I十柱有着较好的应用前景，FRP一 混凝土组合结构进一步的研究，将为土木工程基础 设施中的钢筋锈蚀问题提供解决措施。 参考文献 l Mirmiran，八，andShahawy,M．(1995)．‘‘ANovelFRP-Concrele CompositeConstructionfortheInfrastructure．”Proceedingsofthe ASCESlructuresCongressXIII，Boston,MA，1663—1666． 2 Seible，E，Burguefio,R．，Abdallah，M．GandNuismer,R(1995)． 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法求解每个纤维取向张量所对应的特征值及特征向量.3.应用单向纤维取向复合材料力学模型、平面复合材料叠层理论及纤维取向张量相结合的方法,建立了具有平面和三维取向的短 纤维增强复合材料的力性能模型.该模型对于短纤维增强复合材料纵向杨氏模量E<,11>,横向杨氏模量E<,22>,剪切模量G<,12>的预测结果对任意取向的短纤维增强复合材料都较准确 ,而其它各项在用于计算纤维呈平面取向的复合材料的模量值时才能得到比较精确的结果.4.从数值上研究了纤维和基体的力学性能、纤维在复合材料中的体积百分数及其长径比、纤 维取向状态对短纤维增强复合材料的杨氏模量、剪切模量、泊松比等力学性能的影响规律. 2.期刊论文 沃西源.夏英伟.王琦洁.Wo Xiyuan.Xia Yingwei.Wang Qijie 关于纤维增强复合材料力学性能可设计性的分析 -航天返回与 遥感2007,28(4) 纤维增强复合材料是一种多相结构材料,主要由增强纤维和树脂基体材料组成.其性能可设计性是指可按照设计要求进行选择不同的增强材料和树脂基体材料以及它们的含量和各 种铺层形式,可组成具有不同性能的各种复合材料.这给复合材料可设计性提供更大的自由度.该文结合工程应用需要,主要对其力学性能可设计性进行了分析研究. 3.期刊论文 许沭华.王肖钧.张刚明.陈居伟.张昭宇 KeVlar纤维增强复合材料动态压缩力学性能实验研究 -实验力学2001,16(1) 通过实验较系统地研究了Kevlar纤维增强复合材料的动态压缩力学性能.实验结果表明，在冲击压缩载荷作用下Kevlar纤维增强复合材料有明显的损伤软化现象和应变率效应.针 对Kevlar纤维增强复合材料动态应力应变实验曲线，提出了含损伤的率相关动态本构方程.由于所引入的损伤量反映了Kevlar纤维增强复合材料内部基体开裂、脱层、纤维断裂等多 种破坏模式的总体效果，因此所提出的本构方程形式相对说来比较简便并易于嵌入目前有关冲击力学的有限元或有限差分程序，有一定的工程应用价值. 4.期刊论文 刘芳.杨柳.Liu Fang.Yang Liu 纤维增强复合材料动态拉伸力学性能的研究进展 -产业用纺织品2005,23(2) 阐述了国内外对于纤维增强复合材料动态拉伸力学性能的研究进展,并介绍分离式压杆装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)应用于冲击拉伸的实验原理,提出了进一步研 究编织复合材料相关力学性能的期望. 5.期刊论文 周丽敏.李祥东.汪荣顺.Zhou Limin.Li Xiangdong.Wang Rongshun 移动式低温容器中的纤维增强复合材料 -低温与超导 2008,36(8) 纤维增强复合材料因其优良的低温力学和热学性能在低温领域内得到越来越多的应用.介绍了用于移动式低温容器支撑结构的纤维增强复合材料,并对其低温力学性能、热物理性 能以及放气速率等进行了分析,最后介绍了改善此类材料性能的方法. 6.学位论文 吴秋兰 纤维布加固圆柱形混凝土力学性能尺寸效应研究 2008 纤维增强复合材料或塑料（Fiber reinforced polymer or plastics，简称FRP)作为一种新型的补强修复材料，凭借其高强、轻质等优异材料属性，以及施工简便、不增加构件 截面尺寸等诸多优点，已经在土木工程结构加固中开始得到大量的应用。本文在综述国内外加固方法的基础上，指出了现有加固方法存在的问题，总结了纤维加固的优点。试验与理 论分析结合研究了纤维布约束圆柱形混凝土力学性能的尺寸效应。 本文对玄武岩纤维加固混凝土圆柱进行了试验研究和理论分析。参照有关 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 自行设计和制作了27 个混凝 土圆柱作为试验柱，其中9 个圆柱作为对比柱，另外18 个圆柱进行了玄武岩纤维加固。并进行相应的27 个混凝土圆形柱轴心受压试验，研究混凝土圆柱尺寸、玄武岩纤维布加固量 对玄武岩纤维布约束混凝土单轴受压性能的影响，总结出适合纤维布约束混凝土圆柱单轴受压时的应力—应变关系模型。试验结果表明，与未加固柱相比，玄武岩纤维布加固后的混 凝土圆柱极限承载力提高很多，加固效果明显。 尺寸效应是准脆性材料的固有特征。对Weibull 尺寸效应统计理论、Bazant 尺寸效应理论与Carpinteri 分形尺寸效应理论的 研究现状进行了回顾、分析、比较和评论。本文探讨了混凝土尺寸效应的产生原因和试验方法。并将能量释放引起的尺寸效应理论与分形特性引起的尺寸效应理论进行比较，结合试 验数据进行了分析。分析表明基于能量释放导出的Bazant 尺寸效应理论能较好的预测混凝土强度。 以不同尺寸混凝土圆柱外包玄武岩纤维轴心受压试验为基础，对玄武岩纤 维加固圆形柱混凝土力学性能及其尺寸效应对加固效果的影响作了研究。本文重点研究了对加固效果产生较大影响的参数包括尺寸和碳纤维粘贴层数。 本文给出了混凝土圆柱 强度尺寸效应的试验结果，在所测试的试件尺寸范围内，不同尺寸混凝土圆柱的抗压强度测试值都存在明显的尺寸效应。 7.学位论文 任慧韬 纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究 2003 纤维增强复合材料(简称FRP)是一种新型建筑材料,因为其具有强度高、质量轻、易于剪裁施工等优点,在混凝土结构的补强加固领域尤其受到推崇.目前这种新型材料的应用体系 在日本、美国已经较为成熟.中国于二十世纪九十年代后期开展FRP的研究应用工作,其中外部粘贴FRP片材加固混凝土结构技术是目前研究的重点和热点.作者结合辽宁省交通厅重点 课题"桥梁加固改造新工艺、新技术研究",针对目前关于FRP加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究较少的特点,进行了下面几个方面的研究工作.1.进行了碳纤维片材和玻 璃纤维片材的拉伸性能试验研究.设计了加载装置和测量应变装置,测试6种不同纤维片材和粘结剂组合的抗拉强度、弹性模量、极限应变,并分析不同粘结剂对纤维片材拉伸性能的影 响,最后对纤维片材拉伸试验的标准化问题进行了简单的探讨.2.通过123个混凝土试件与CFRP、GFRP片材的抗剪粘结强度试验结果,分析FRP片材与混凝土发生剪切粘结破坏的全过程 以及破坏特征,讨论了粘结力与粘结滑移的关系.同时研究了FRP片材与混凝土粘结面上应力分布特点,并根据试验结果以及前人得到的相关结论,给出了当粘结长度大于有效粘结长度 的极限粘结力计算公式,并对计算结果和试验结果以及其他公式计算结果进行比较.3.根据GFRP片材加固混凝土结构在施工中常涉及到的一些相关因素,如混凝土基层表面处理情况、 所选用的粘结剂类型、涂抹粘结剂的厚度、加固的方式以及养护状况,进行了33个混凝土试件与GFRP片材的剪切粘结试验,并进行了采用GFRP片材加固的15根混凝土梁的抗弯试验,分 析了与施工性能相关的因素对GFRP片材加固混凝土结构效果的影响.4.试验研究了工程中常用的碳纤维片材和玻璃纤维片材在水环境、湿热环境、冻融环境、碱化环境下的抗拉强度 、弹性模量、极限变形的变化,简单分析各种环境对复合材料性能影响的原因.5.对于冻融循环对多层纤维增强复合材料之间粘结性能的影响、FRP片材与受到冻害混凝土的粘结性能 问题、冻融循环对FRP片材加固混凝土结构整体性能影响问题和湿热环境对FRP片材与混凝土粘结性能的影响问题进行了试验研究.分析了湿热环境、冻融循环对于FRP材料加固混凝土 结构的综合影响.6.试验研究了碳纤维片材的徐变性能,并分析徐变随时间的变化规律,给出拟合的徐变-时间曲线.研究了卸载后碳纤维片材的强度、模量变化情况,分析了徐变性能对 加固综合效果的影响以及对预张拉粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的影响. 8.期刊论文 吴智敏.郭夏.魏华.WU Zhi-min.GUO Xia.WEI Hua 纤维增强复合材料加固混凝土柱的研究进展 -建筑科学与工程学报 2008,25(2) 基于纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱的相关研究,从FRP约束混凝土柱的应力-应变关系、轴心受压和偏心受压力学性能、抗震性能以及有限元数值模拟等几个方面,对FRP约 束混凝土柱的研究现状和各方面的相关控制因素进行了系统阐述,重点分析了FRP侧向约束强度、刚度、FRP类型、柱截面形状、未约束混凝土强度、倒角半径、截面长宽比等因素对 约束效果的影响,为FRP加固混凝土柱的进一步研究提供了参考. 9.会议论文 周希真.荣先斌.关发科 C/G混杂纤维复合材料的热膨胀性能及层间力学性能的研究 1985 以618环氧树脂—无规羧基丁腈橡胶—2—乙基，4—甲基咪唑体系为代表，考察了树脂基体的热膨胀性能对单向玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料以及碳/玻璃混杂纤维复合材 料热膨胀性能及层间力学性能的影响。试验结果表明：树脂基体的热膨胀系数随韧性的提高而增大，所得复合材料的热膨胀系数相应地减小；C/G混杂纤维复合材料的热膨胀性能介 于玻璃纤维复合材料及碳纤维复俣材料两者之间，并具有最低的短染剪切强度及层间断裂表面能。（本刊录） 10.学位论文 郭春红 FRP力学性能和FRP及其加固混凝土结构耐久性能的评价研究 2006 随着纤维增强复合材料(FRP)加固修复结构这项技术的普及，加固土木结构的工程应用量急剧增长，对FRP材料的需求巨大，需求量的增加刺激了FRP材料的研发和生产，FRP的种 类也越来越多，到目前为止，就碳纤维系列产品来说，市场上已经出现了十几种碳纤维布，各种产品的性能差异较大。要保证被加固结构的安全性和耐久性，首先要保证加固修复用 FRP材料的质量。FRP加固修复后的结构在使用过程中，除了承受外部载荷的作用外，还要经受各种使用环境的考验，如温度和湿度变化、紫外线照射以及化学介质腐蚀等破坏因素的 影响，这些环境因素一方面可能会影响材料本身的物理力学性能，另一方面可能会影响FRP材料与结构的界面的粘结性能。因此对于用FRP加固修复的暴露在恶劣环境的结构(如港口 工程、桥梁结构和化工建筑等)，更应关注其耐久性问题。 本文的研究工作受到国家863 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(编号2004AA3360lO)《高性能低成本复合材料在现代土木工程中应用的关键技 术与材料研究开发》、国家自然科学基金项目(编号50238030)《高性能纤维增强复合材料在土木工程中应用的基础研究》和2005年度攻关计划(国际合作)项目(编号2005DFBA0002)的 资助。在分析国内外已有的研究成果的基础上，本文对FRP(包括浸渍树脂)的力学性能和FRP及FRP与混凝土粘结性能耐久性的进行了深入试验研究和评价分析。 对FRP及浸渍树 脂的力学性能评价是在大量试验数据的基础上，分析了影响FRP及浸渍树脂力学性能的各种因素，对不同宽度的CFRP试件的测试强度进行了神经网络预测，建立了FRP力学性能标准的 系统的评价模型，通过该模型可以对FRP材料和浸渍树脂作出直观的评价。 本文对FRP及FRP与混凝土粘结性能的耐久性研究中共完成了1837个试件的制作，其中已测试的试件 为860个。在试验的基础上着重分析湿热老化、干湿交变、海水浸泡和自然环境对四种FRP材料及两种浸渍树脂的影响。对CFRP-砼粘结性能进行干湿交变、海水浸泡、冻融循环、紫 外线照射及自然老化试验研究，分析了在海水浸泡环境条件下混凝土等级、有无防护、有无应力作用等因素对CFRP-砼拉伸剪切强度的影响。本文建立了FRP材料、浸渍树脂及CFRP- 砼粘结性能在单一工况和复合工况下性能的衰减模型，提出并计算了单一加速因子和复合加速因子。从理论上提出了一种预测FRP材料耐久性的评价方法，该方法可以通过FRP的快速 老化试验的结果预测在自然环境作用下的使用寿命。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6462501.aspx 下载时间：2010年1月13日