FRP抗剪加固钢筋混凝土梁的尺寸效应研究

基本信息
批准号:51378130
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:陈光明
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈建飞,郭永昌,钟根全,李云雷,李世伟,刘迪,何艳红
关键词:
抗剪加固纤维增强复合材料尺寸效应钢筋混凝土梁粘结滑移模型
结项摘要

FRP has now been widely adopted for strengthening, retrofitting and updating infrastructures, with shear-strengthening being an important application. Size effect of RC members shear-strengthened with FRP is a significant issue to be addressed for the use of FRP in large practical members. The existing design methods of shear-strengthening FRP do not consider the size effect and may overestimate the shear contribution of FRP, leading to unsafe design. This project is proposed to investigate the size effect of RC beams shear-strengthened with FRP. In the first stage of this project, the bond-slip behavior of the FRP-to-concrete bonded interface with substrate concrete subjected to different stress states will be experimentally investigated by testing FRP-to-concrete bonded joint(referred to as joint hereafter); a meso-scale FE model exploiting the microplane model will then be developed for the joint to further explore the bond mechanisms of the FRP-to-concrete bonded interface. Based on the experimental and numerical results, a bond-slip model capable of accurately modeling the behavior of the interface with substrate concrete under different stress states will be proposed. The project is then focused on the study on the size effect of FRP shear-strengthened beams. In this stage, an FE model built upon a combination of microplane model and smeared crack model will be developed for FRP shear-strengthened beams based on the above bond-slip model. Beam tests will be carried out. The FE analyses in combination with the beam tests results will be deployed to investigate the effects of several factors (beam size, load condition, and anchorage) on the size effect, aiming to develop a rational and reliable design method for FRP shear-strengthened RC beams capable of considering the size effect. This project will lead to new knowledge in the field of FRP strengthening, and greatly promotes the use of FRP in civil engineering.

FRP已被广泛应用于基础设施的加固、维修和改造,抗剪加固是其中一个重要方面。FRP抗剪加固钢筋混凝土(RC)构件尺寸效应是FRP应用于实际工程时需要解决的一个重要问题,而现有FRP抗剪设计方法没有考虑上述尺寸效应的影响,对大尺寸构件将高估FRP抗剪贡献,导致不安全设计。为此本项目将研究FRP抗剪加固RC梁尺寸效应。本项目将首先利用搭接接头试验研究FRP基底混凝土应力条件对FRP与混凝土界面粘结性能影响,然后基于微平面模型建立精细有限元模型对FRP与混凝土搭接接头进行参数分析,结合试验结果,提出能考虑混凝土应力状态影响的FRP与混凝土界面粘结-滑移模型,进而发展结合微平面模型与弥散裂缝模型的新型有限元模型并进行参数分析,结合加固梁试验研究,探明一系列因素(梁尺寸、荷载、锚固条件)对梁尺寸效应的影响,从而建立考虑尺寸效应的外贴FRP抗剪加固设计方法。预期成果既有重要科学意义,又有广阔应用前景。

项目摘要

FRP抗剪加固钢筋混凝土构件尺寸效应是FRP应用于实际工程时亟待解决的一个重要问题,而现有FRP抗剪设计方法没有考虑上述尺寸效应的影响,对大尺寸构件将高估FRP抗剪贡献,导致不安全设计。本项目主要从如下四个方面系统地研究了FRP抗剪加固钢筋混凝土梁的尺寸效应。1)FRP与混凝土的界面粘结性能研究:利用专门设计的小梁试验研究了抗剪加固时FRP与混凝土的界面粘结性能,同时研究了锚固对FRP与混凝土界面粘结性能的影响,发表中文核心期刊论文2篇(其中1篇被EI收录),国际会议论文1篇,申请并获得中国发明专利1项,实用新型专利1项;2)FRP抗剪加固钢筋混凝土梁尺寸效应试验研究:重点研究了剪跨度比及梁高对抗剪加固尺寸效应的影响,发现FRP剥离破坏时,抗剪加固梁尺寸效应明显,而FRP拉断破坏时,FRP能有效抑制抗剪加固梁的抗剪强度尺寸效应,已发表国际会议论文1篇,中文会议论文1篇,另有2篇外文期刊论文在撰写中;3)带锚固装置大尺寸T型钢筋混凝土梁试验研究:研究了不同锚固装置对大尺寸T型钢筋混凝土梁抗剪加固效果的影响,相关研究成果在国际知名期刊《Composite Structures》发表论文1篇,在中文核心期刊《工业建筑》发表论文1篇, 申请并获得中国发明专利1项,实用新型专利1项;4)FRP抗剪加固钢筋混凝土梁理论分析:用解析解的形式求解了FRP断裂控制时的抗剪破坏全过程,并用有限元模型验证了解析解的正确,为进一步发展考虑FRP破坏过程及尺寸效应的抗剪强度模型奠定了基础,此项成果已经在国际顶级期刊《International Journal of Solids and Structures》发表SCI收录论文1篇,中文会议论文1篇;此外还推导了反弯矩区FRP抗剪加固混凝土梁FRP破坏全过程的理论解,已经发表国际会议论文1篇,还有1篇期刊论文正在撰写中;5)FRP加固钢筋混凝土梁剥离破坏有限元模拟:提出了可以模拟FRP剥离破坏(包含抗剪剥离)的准确有限元模拟方法,提出了动力学求解方法,验证了其有效性并解释了其合理性,相关成果已经发表SCI收录论文2篇(其中1篇发表在国际顶级期刊《Computers & Structures》),发表国际会议大会报告(Keynote lecture)论文1篇,受到国际知名学者的正面引用及好评。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
5

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015

陈光明的其他基金

批准号:41874183
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31870749
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41474131
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:41104098
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51108097
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:58976262
批准年份:1989
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:50276054
批准年份:2002
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:50576085
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:50873103
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:50603026
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51343005
批准年份:2013
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51573190
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51073162
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51276171
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51678161
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:59676003
批准年份:1996
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:51776187
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50076039
批准年份:2000
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:50976097
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

HB-FRP加固钢筋混凝土梁的抗剪性能研究

批准号:51108249
批准年份:2011
负责人:张峰
学科分类:E0805
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

考虑多重尺寸效应的FRP抗剪加固混凝土梁的可靠度分析及设计

批准号:51908372
批准年份:2019
负责人:黄晓旭
学科分类:E0806
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

剪跨比主导下FRP加固钢筋混凝土梁抗剪机理及剥离控制研究

批准号:51278305
批准年份:2012
负责人:李伟文
学科分类:E0806
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
4

考虑锈胀作用与剪切模式的钢筋混凝土梁FRP抗剪加固机理及模拟

批准号:51678365
批准年份:2016
负责人:李伟文
学科分类:E0806
资助金额:62.00
项目类别:面上项目