王勃
,
欧进萍
,
张新越
,
周智
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何政
,
钱民中
功能材料
在纤维增强聚合物Fiber Reinforced Polymer (FRP)筋拉挤工艺中,将光纤布拉格光栅Optic Fiber Bragg Grating(OFBG)传感器与普通纤维束一起经过拉挤模具,为改进FRP筋与混凝土的粘结性能,在FRP筋表面螺旋缠绕纤维束,制备了智能OFBGFRP筋.对OFBG-FRP筋的力学性能和应变灵敏性能进行试验研究,试验结果表明OFBG-FRP筋的力学性能与普通FRP筋相同、OFBG-FRP筋的应变灵敏系数与普通光纤传感器相同、OFBG-FRP筋在重复荷载作用下性能良好.OFBG-FRP加筋混凝土梁受弯试验表明OFBG-FRP筋可以监测混凝土梁的开裂和FRP筋与混凝土的滑移.在OFBG-FRP筋中埋置多个光纤传感器可以监测沿FRP筋长度方向的应变分布及混凝土与FRP筋发生滑移的位置.OFBG-FRP筋在混凝土结构中可以作为受力材料和传感器.
关键词:
智能FRP筋
,
OFBG-FRP筋
,
混凝土梁
,
光纤布拉格光栅
张新越
,
欧进萍
,
王勃
,
何政
功能材料
CFRP筋的高强、轻质、耐腐蚀等特性使其具有作为结构材料的优良性能,同时它又具有功能材料的自感知特性.本文对我们研制开发的3种不同纤维含量的CFRP(碳纤维的含量分别为54%、60%、65%)筋进行了常温拉伸比较试验.电阻信号采集采用基于ADAM-4018的智能采集模块,这种采集模块具有更高的精确度,可以得到更加准确的测试结果.结果表明:CFRP筋的材料性能服从虎克定律,材料不发生塑性变形,是一种脆性材料;CFRP筋在拉伸荷载下的电阻变化很明显,具有很好的自感知性能,电阻基本上呈线性增加,变化率可以达到100%～150%,随着纤维含量的增加,CFRP筋的电阻变化率呈下降趋势.
关键词:
CFRP筋
,
自感知特性
,
力学性能
欧进萍
,
王勃
,
张新越
,
何政
,
钱民中
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.06.010
对混凝土结构用CFRP筋及其加筋混凝土梁的力学性能和感知性能进行试验研究.自行研制开发了不同直径和表面处理形式的CFRP筋.在此基础上,制作了三组各6个标准受拉试件,分别测试了CFRP筋的弹性模量、极限抗拉强度和电阻变化率,得到了相应的变化曲线;其次制作了两组各3根CFRP加筋混凝土梁,测试了梁中CFRP筋电阻随载荷增加的变化曲线.研究表明,CFRP筋具有很好的力学性能和感知性能,对于混凝土结构加强筋和结构受力状态监测具有广泛的应用前景.
关键词:
CFRP筋
,
力学性能
,
感知性能
,
混凝土梁
何政
,
孙颖
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.06.025
对20个GFRP筋标准拔出试件进行了单调静力加载和高应力重复加卸载的粘结性能试验,考察了粘结强度、加载端滑移量、粘结刚度及滞回耗能的变化规律.研究结果表明,GFRP筋的粘结性能在等幅(Δτ=0.7τu)应力循环下表现不稳定,在变应力幅重复加卸载下,粘结强度衰减较为明显,得到的包迹线和共同点曲线与单调静力加载τs曲线形状基本一致,同一滑移量下共同点曲线上的粘结应力与包迹线上的粘结应力比值在0.50～0.75变化.重复加卸载下GFRP筋肋的损伤程度比单调静力加载下的情况更为严重,混凝土界面没有发现劈裂裂纹.从滑移量、能量耗散和刚度衰减变化情况来看,加载历史和损伤累积状态对这些变量的影响最为明显.
关键词:
FRP筋
,
粘结
,
混凝土
,
玻璃纤维
,
强度衰减
,
刚度衰减
何政
,
黄永春
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.020
将Monte Carlo随机抽样方法与JC法相结合(称为Monte Carlo-JC法),利用Matlab软件自带的随机数发生器编制了程序,针对ACI 440.2R-02设计指南(称为ACI指南)中的FRP抗弯加固条款进行了较为系统的可靠度评估.可靠度分析结果表明: 混凝土强度f'c、CFRP片材配筋率ρf及CFRP片材性能是影响抗力比值均值和标准差的3个主要因素;可靠度指标的平均值随着折减系数的增大而逐步减小,且随着荷载效应比值Ln/Dn的增大而减小.对所有可靠度指标进行统一考虑,得到整体抗弯设计指标β0为4.40,可见该指南的可靠度水平偏高.基于对抗力折减系数的参数研究结果,无论钢筋的应变水平如何,建议取固定值0.90.在所有相关设计指南中,ACI指南最具有代表性,对该指南的可靠度评估具有普遍意义.
关键词:
CFRP
,
钢筋混凝土
,
可靠度指标
,
Monte Carlo模拟
,
JC法
,
抗力折减系数
何政
,
卢富永
,
周智
功能材料
提出了一种新的利用分布式OFBG-GFRP智能传感筋研究GFRP筋与混凝土之间粘结特性的方法.在OFBG-GFRP的拉挤过程中,多个串连的光栅随同母材,即GFRP筋一同拉挤成型.早期的性能试验表明OFBG-GFRP筋不仅可以作为优良的增强材料使用,还具有理想的和稳定的传感特性.对3个带有OFBG-GFRP筋的混凝土粘结试件进行了直接拔出试验,在试验中自动记录了3个试件中的14个光栅的波长变化数据,这些数据连同记录的拔出力水平一起用来研究GFRP筋与混凝土之间的粘结性能.分析结果表明,GFRP筋与混凝土之间的粘结应变沿埋置深度基本呈现倒三角分布,且随着拔出力的增大,粘结应变分布也发生较为明显的变化,记录的光栅数据也很好地印证了试验过程中发生的试验现象.试验表明,所提方法可以在不影响FRP筋与混凝土之间粘结性能的情况下展开研究.
关键词:
FRP筋
,
粘结
,
混凝土
,
Bragg光栅
,
光纤
