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技术文章 TECHNICAL ARTICLES
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2019 - 11 - 15
未来疲劳试验机的开发更加人性化,从设备的概念到设计,再到生产和销售,再到用户的手中,每一步都基于人性化。高品质的疲劳试验机可以更方便地使用,例如符合人体工程学的设备设计等。下面就详细的介绍一下如何更好的使用疲劳试验机?1、仔细阅读使用说明书首先通常每种类型的疲劳试验机都配备有自己的使用说明书。如果希望以后的操作更加安全,稳定和准确,建议在安装和使用之前阅读本说明书。说明掌握相关步骤,并了解设备的性能优势以及每个按钮的要点。2、使用进行适当的检查用户必须知道疲劳试验机的许多零件在操作过程中很容易松动。这时必须采取相应的防松措施以避免零,零件的松动会影响后期的测试结果。疲劳试验机应保持的安装和使用的灵活可靠的标准,并应定期检查皮带轮和齿轮等裸露部件并应采取相应的调整和防护措施。3、操作前检查铸件的正常疲劳试验机的不同试验机将配备许多铸件,此时每个人都必须在操作前检查铸件是否有毛刺和冒口。如果发现这种现象则必须同时维修或更换供应商,在未执行测试操作时人员无法单击“开始”按钮,这很容易导致事故,如果在打开电源后没有采取任何措施则进一步确认。总而言之,想要更好的使用疲劳试验机需要仔细阅读使用说明书、进行适当的检查、操作前检查铸件的正常。满足客户的疲劳试验机在未来的发展中将更加智能,例如它可以智能地打开和智能关闭,并且可以智能地自动获取样本,在测试期间实时传输数据并比较数据。疲劳试验机测试完成...
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2019 - 12 - 09
许多行业将拉力实验作为评判产品质量的重要标准,据拉力试验机厂家称使用专业设备进行拉力试验的准确度较高,很少因内外环境或者其他问题而影响测试结果,可以对材料本身的抗拉程度进行相对精准的判断,哪些材料需要进行拉力试验呢?1、薄膜和橡胶材料主要检测材料的拉力和伸长率,由于薄膜材料大多伸长率较高因此需要大行程的试验机。广受好评的拉力试验机厂家称,关于橡胶材料主要检测材料的抗拉强度和伸长率,该材料有较高的伸长率有时有极大百分比,必须使用拉力试验机厂家的大行程拉力试验机,通常试验空间不可过小。该材料对伸长率的检测要求较高,以位移来代替变形已经不能满足试验要求,因此大变形测量系统必不缺少。2、防水卷材和包装带该材料通常用拉力试验机厂家的大规格拉力试验机,用来检测材料的试验力和伸长率,由于新型材料中加入了许多添加物使其对试验机的夹具要求较高,否则试验数据不准确。包装带和防护网也是如此,试验空间要求不高,拉力试验机厂家称该类材料的实验并不存在难度。3、电线电缆和各种金属丝通常检测也是检测试验力对夹具的要求较高,铜丝和铝丝及钢丝等金属丝主要检测材料的抗拉强度和伸长率,有色金属的伸长率较高钢丝的伸长率极低,因此信誉良好的拉力试验机厂家称对钢丝伸长率的检测比较困难,需要用拉力试验机厂家的高精度电子拉力试验机配引伸计。拉力试验机厂家称无论材料薄厚均可以进行拉力试验,如果经试验后发现该材料容易撕裂,一般不可用...
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2019 - 12 - 09
在拉力试验机使用一段时间后需要对其进行校准,据拉力试验机厂家介绍该种校准工作涉及到多项流程,而且校准的项目也较多,需要根据实际使用环境和使用场所的要求针对性的校准,有一些校准工作颇为耗费时间,所以可以降低校准的频次,下面拉力试验机厂家就告诉您如何进行校准。一、试验速度校准拉力试验机厂家称在校准试验机的试验速度时要首先记下机台横梁的开始位置,然后在控制面板上选择速度值(使用标准直钢尺量测横担行程),启动机台的同时电子秒表开始计时(具体计时时间以拉力试验机厂家要求为准),秒表到达时间的同时按下机台停止键,根据秒表的时间,记录横担行程值为每分钟之速率,拉力试验机厂家提醒一定要观察横担行程值与直钢尺之差,并计算横担行程误差值,应不超出厂家规定的产品规范。二、各种力值校准广受好评的拉力试验机厂家建议首先打开拉力试验机的操作界面,点击校准程序,先取一标准重量砝码轻挂于上夹具连接座,点击开始测试,然后记录计算机显示力量值,并计算与标准重量砝码之差,误差应不超出拉力试验机厂家的规定标准,如果出现了误差较大,应该是传感器有问题,尝试将软件的力值复位再进行多次测试,或者咨询拉力试验机厂家售后。三、位移校准这需要将目前的位移复位,然后打开校正的界面,界面显示移动的距离,其实就是误差,应该将其重置复位,这样拉力试验机下次测试时便准确。信誉良好的拉力试验机厂家家称经过了长时间的使用,大多会令试验机不准,尤其...
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2019 - 12 - 09
许多产品在上市之前需要进行拉力测试,拉力测试则需要使用到拉力试验机。据拉力试验机厂家介绍,试验机的内部有诸多部件,其中除了一些金属部件以外更容易让人们忽视的便是橡胶部件,许多人认为橡胶部件耐用性强,但实际上有诸多因素会使其加速老化,下面拉力试验机厂家就详细介绍。一、氧气和臭氧拉力试验机厂家称氧与自由基链中的橡胶分子发生反应导致分子链断裂,导致拉力试验机橡胶部件性能发生变化,氧化是造成拉力试验机厂家设备老化的重要原因之一。臭氧的化学活性比氧气高,它也打破了分子链的排列。然而臭氧对橡胶的影响随着橡胶的变形而变化,臭氧会使其出现与应力作用方向垂直的裂纹,称为“臭氧破裂”。二、温度和光照温度升高会引起橡胶热裂,增加氧扩散速率会发生氧化反应,加速橡胶件氧化反应是一种常见的老化现象,即热氧老化。广受好评的拉力试验机厂家研究发现,光波越短能量越大,紫外线辐射会破坏橡胶,紫外线辐射除了会直接导致橡胶分子链断裂外,还会通过吸收光能产生自由基从而加速氧化链的反应,紫外线加热后两侧会出现网状裂纹,拉力试验机厂家将其称为“光学外散裂”。三、机械应力在反复的机械应力作用下橡胶分子链断裂形成自由基,引发氧化链反应形成机械化学损坏。水的作用有两个方面,品质好的拉力试验机厂家称橡胶件在潮湿空气中或浸没在水中时,由于橡胶中的水溶性物质和水溶性基团被水溶解,所以很容易被破坏。特别是在水浸和空气暴露的交替作用下拉力试验...
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2019 - 12 - 26
弹簧试验机是一种专门用于试验弹簧等金属器件抗金属疲劳性的专业级设备,多年以来掌握相关技术工艺的厂商通过这些产品给众多生产领域做出了重要的贡献,如今品质可靠售后好的弹簧试验机生产机构与很多大型厂商都达成了深度合作,其推出的多种设备更是以良好的应用表现而在业界收获了极高人气。那么这些弹簧试验机设备为什么可以有这么好的质量?1、厂商生产经验丰富首先备受青睐的弹簧试验机品牌机构在这类设备的技术研究和实际生产中积累了大量经验,丰富的经验带来的专业成熟度让其可以充分保证设备技术工艺的可靠性,更重要的是其可以在多个历史时期掌握更加先进优质的技术工艺。2、原材料品质高其次可以发现好评率极高的弹簧试验机厂商很重视设备制造原材料的挑选,无论是核心元器件还是基础材料都是相关领域内品质比较高的品种,很明显品质极高的原材料是高品质的弹簧试验机能够发挥更优质功能的关键原因之一。3、生产监管严格另外了解相关行业的朋友也会发现优质靠谱的弹簧试验机厂商非常重视生产管理,其所构建的生产质量监督机制可以对弹簧试验机各个生产环节进行实时监督,严谨的专业态度和成熟的管理机制更进一步保证了弹簧试验机的综合品质。大品牌弹簧试验机在技术成熟度以及品质方面的优质表现是其为用户提供更好技术支持的关键,这些年来无论是生产领域还是技术研发领域都需要使用这类设备来研究金属抗疲劳性质,而这一切对于各类机械设备安全性和可靠性的研究而言都是有至...
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2019 - 12 - 27
众所周知在金属器件生产领域当中很多时候需要对金属抗疲劳性进行研究,该过程中必不可少的设备就是能够试验金属疲劳阈值的弹簧试验机,如今技术工艺比较先进的弹簧试验机可以在很多领域当中胜任多种试验工作,对于提高生产质量和推动产业发展而言是至关重要的。那么这里所提到的弹簧试验机设备具体有哪些方面的优势?1、测试准确性高首先很明显的是任何使用弹簧试验机的客户都希望得到比较准确的测试数据,而一方面高品质的弹簧试验机本身的技术工艺和品质基础都能够保证测试精准性,另一方面设备测试的方式也是当前业界公认更科学更可靠的测试方法。2、品质稳定性强当然众所周知弹簧试验机在测试弹簧及金属疲劳性的时候会长期运行,而优质靠谱的弹簧试验机可以长期保持比较稳定可靠的运行状态,更重要的是其在测试阶段的运行频率也能够保持较好的稳定性,这将有利于进一步确保测试数据的准确性和参考价值。3、操作灵活便捷另外有一些实际操作经验的朋友也表示可靠性很强的弹簧试验机操作起来很便捷,这主要是因为弹簧试验机在功能设计的时候充分考虑到了实际使用需求,灵活的操作方法在提高客户使用效率的同时还能够充分保证试验准确性。可以看出来当前比较知名的弹簧试验机依靠着极高的准确性和可靠的稳定性而闻名业内,这一切都离不开厂商成熟的制造工艺和先进科学的试验原理,而灵活的操作模式和便捷的操作体验更是给弹簧试验机的广大客户们留下了深刻印象,所以相信在未来这类设备将...
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2019 - 12 - 27
在当代生产及市场研究行业当中研究金属器件疲劳性是至关重要的工作,因此专业研发生产不同规格的弹簧试验机的厂商越来越受到各界关注,如今市场上比较可信的弹簧试验机厂商所推出的设备具有不错的应用质量和工艺品质,其在多个行业的生产活动当中都担当了至关重要的角色。那么作为相关需求者和消费者而言需要如何挑选弹簧试验机?1、看厂商综合实力首先弹簧试验机看似简单的工艺需要十分成熟的技术才能保证功能品质,因此针对弹簧试验机进行考察的时候有必要对其背后厂商综合实力进行评估,从品牌发展历史到制造工艺水平等方面评估弹簧试验机厂商的综合实力必不可少。2、了解设备技术原理当然不同的行业和不同的技术要求对于弹簧试验机类型的需求也是不同的,所以有必要对感兴趣的弹簧试验机设备技术原理和工作模式进行详细了解和对比,当然一些比较成熟的弹簧试验机厂商会根据客户的实际需求推荐更适用的设备。3、分析市场评价另外如今越来越成熟的口碑市场可以很好反映一款弹簧试验机的实用性和可靠性,所以不妨从与自身需求相似的客户那里了解一些关于弹簧试验机实用表现的体验反馈信息,多方面收集相关信息并进行客观参考可以帮助大家更快锁定适合的厂商。高品质的弹簧试验机对于精准测试出弹簧等金属期间抗疲劳指数而言有至关重要的作用,而进一步来讲该种设备也是推动当今综合生产产业生产品质的关键所在,一般从厂商综合实力、设备技术原理以及更多人的实际使用评价中可以帮助大家...
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2019 - 12 - 30
隔行如隔山,对于想要初次了解一个行业来说的人,首先就是要弄明白,是什么,是做什么的,有什么用,使用时应该注意什么呢?了解清楚这些,相信对这个知识点也会了解的更多。之前对机械设备、五金设备、工业制品都不太链接,特别是初次接触拉伸机这类力学检查设备的时候。完全不知道这是做什么的。作为新一代力学检测设备的拉伸试验机又被称为万能试验机,广泛运用于计量检定质量检验;硫化橡胶塑胶;冶金工业钢材;机械设备制造;电子电气;小车制造;纺织品化学纤维;电缆电线;包装制品和食品类;仪表设备;医疗机械;民用型核能发电;中国民航局;高等学校;科学研究实验室;拉伸夹具是仪器的重要组成部分。不同的材料需要不同的夹具,这也是测试顺利进行和测试结果准确性的重要因素。拉伸试验机广泛应用于各种五金、金属、橡胶塑料、鞋类、皮革、服装、纺织品、绝缘体、电线和电器,数据的研发、检验和测试,其功能齐全,使用普遍。拉伸试验机有电子、液压和电液伺服。选择薄膜拉伸试验机注意事项,塑料薄膜、箔材料在做拉伸试验时如果测试量大最好选用气动拉伸夹具,用手动夹具操作很不方便,效率低,而且标距不好控制。塑料薄膜、箔材料在做拉伸试验的试样为直条状时,测量延伸率一般用位移法来测量。有些塑料薄膜按照GB标准制成哑铃状时,测量延伸率只能选用非接触式测量装置(如红外线测试、激光测试、数码成像等等)薄膜、箔材料在制取试样样条时需要有专用的裁刀。金属箔分:铜...
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2019 - 09 - 30
在汽车进厂检验之时总会用到一样工具弹簧试验机,它是一种可以检测起到缓震作用的弹簧强度及其使用时间限度的工具,所以这种试验机在保护安全方面和试验方面可以有很多用处,这三个方面是大家选择时发现的这台机器的好处。1、测试的精度高汽车驾驶的过程中一些细小零件的损伤都有可能造成事故,所以测验的结果一定不能是模棱两可的,不能模糊不清必须非常准确。这就要求我们所购买的弹簧试验机的精度要高,可以发现品质好的弹簧试验机能将弹簧的检测精度控制在非常微小的范围内,给使用者提供更准确更放心的后期结果。2、检测的强度大一台好的弹簧试验机在使用的过程中对于检测的拉力幅度,必须是非常巨大的才能满足日常的工作需要。因为汽车相对于生活中的其它物品来说体积较大质量较重,所以它在一些方面对于生活安全的影响很大。而想要弹簧起到减震的效果就必须在原来的基础上,增加它的硬度使弹簧不能被轻易拉起,一台广受好评的弹簧试验机在工作时必定要增大承受压力。3、使用寿命长弹簧试验机在这么长时间的检测时间里可能会有比较大的磨损,必然面临着使用寿命及其相对的性价比的问题。高强度作业的机器需要承受更大的打击,所以消费者在使用弹簧试验机的时候可以发现它的使用寿命较长,能够供给多台机器长时间的检测和运作。而弹簧试验机在制造的时候必然会考虑到这一点,在机身和工具上尽可能的增加它的硬度。现在的弹簧试验机生产厂家在设计产品的时候,对于机器质量的检测非常...
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2019 - 12 - 31
我们经常会使用到检测设备包括电子万能和液压万能试验机,那这两种检测设备又有哪些较大的差别呢,弄清楚两者之间的区别,有利于我们更好的了解和使用。从各自的构造上面来看,电子万能试验机主要应用的是伺服电机作为动力源,丝杠、丝母作为执行部件,实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上展现,目前主要有两种形式,同步带和减速机。在测力上电子万能试验机均采用负荷传感器。液压万能机,从名字上看就知道,是使用高压液压源为动力源的。采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制。普通液压万能试验机只能进行人工手动实现加载,属于开环控制系统,受价格等方面的影响,测力传感器一般采用液压压力传感器。从两者的应用范围来看。液压万能试验机应用更为广泛地是在金属材料方面,非金属材料和零件、部件、构件的拉伸,压缩,弯曲等力学性能等方面的试验。电子万能试验机更为较大范围应用在各种金属、非金属、航空航天等、医药、食品、木材、复合材料、铝材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、纺织行业进行拉伸性能指标的测试,而且数据显示电子万能试验机适用于只求力值  抗拉强度抗压强度等相关数据的使用者。如果需求取较为复杂参数,微机控制电子万能试验机是可以考虑的更好的选择。液压万能试验机是广泛应用于工、矿企业、建筑建材、质检中心、水利水电、桥梁工程、科研院所、大专院校,其力学试验室的理想的试验设备。手动控制的液压万能试验机,价格便宜,适...

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

日期: 2017-11-20
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玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

                         吴刚  顾冬生   吴智深                                             蒋剑彪'

(东南大学土木工程学院南京210096)                                     (北京特希达科技集团北京100011)

胡显奇

(横店集团俄金玄武岩纤维有限公司上海200940)

摘要:玄武岩纤维由于其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔,但目前玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少。通过对连续玄武岩纤维丝束缠绕与碳纤维布加固混凝土圆形柱抗震性能的对比试验,对FRP种类和用量对加固效果的影响进行了研究。研究结果表明,这两种纤维加固都可以有效地提高混凝土圆柱的抗震性能,而玄武岩纤维性价比更好。

关键词:混凝土圆柱  连续玄武岩纤维   抗震加固   延性

COMPARATTVE STUDY ON SEISMIC PERFORMANCE OF CIRCULAR CONCRETE COLUMNS

STRENGTHENED WTTH BFRP AND CFRP COMPOSITES

                                                                Wu Gang Gu Dongsheng Wu Zhishen                                                           Jiang Jianbiao

                                         (Collge of Civil Eninering, Southeast University Nanjing 210096)                          ( Bejjing Texida Technology Group Beijing 1001)1

Hu Xianqi

(Shanghai Russia & Gold Basalt Fiber Co., Ltd. Hengdian Group Shanghai 200940)

Abstract : Basalt fiber is expected to be widely applied in civil engineering for is fine mechanic performance, good stabilityand comparatively low price. However, there is sill litle research in the aspect concerning with the application of basatfiber in eivil Engineering. Comparative test on the seismic performance of circular concrete column strengthened with basaltfiber reinforced polymer ( BFRP) and carbon fber reinforced polymer (CFRP) was conducted. The infuence of fiber typeand fber amount on the strengthening ffeet was discussed. Test results show that BFRP and CFRP can both obviouslyimprove the seismic performance of circular concrete colunns , and more, BFRP has higher raio of performance to price.

Keywords : circular concrete columns   continuous basalt fiber scismic   retroft ductility

 

0引言

纤维增强复合材料(FRP)在土木工程特别是抗震加固中得到越来越广泛的应用。目前在工程中用的比较多的FRP是碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(CFRP)和芳纶纤维(AFRP),其中尤以CFRP在工程领域中的应用最多,但价格相对较高,而且碳纤维原丝基本依赖进口。GFRP和AFRP价格便宜,力学性能比CFRP差,且有些物理性能不理想,影响了其应用。

连续玄武岩纤维( Continuous Basalt Fibre简称CBF)是前苏联经过了30多年研究开发的高科技纤维,是以天然的火山喷出岩作为原料,将其破碎后加人熔窑中,在1 450~ 1500C熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。它与碳纤维、芳纶等其他高科技纤维相比,具有很多独特的优点,如力学性能佳,耐高温性能好,可在- 269~ 700C范围内连续工作,耐酸耐碱,抗紫外线性能强,吸湿性低,有更好的耐环境性能等优点,因此很有发展前景,尤其是最近几年,中国也有了CBF的批量生产,开始重视BF的推广应用[1-31)

1、碳纤维和玄 武岩纤维比较

图1示出玄武岩纤维与碳纤维性能的比较,其中碳纤维片材的拉伸强度标准值3 500MPa左右,弹性模量235CPa左右,极限拉伸应变1.5%左右。连续玄武岩纤维1是根据厂家早期的玄武岩纤维无捻粗纱纤维丝束材性试验测得的力学指标4,也是本试验所采用的材料,其拉伸强度1 835MPa, 弹性模量92GPa左右,极限拉伸应变1 .99%左右。连续玄武岩纤维2表示最近厂家稳定生产后一批玄武岩纤维布的力学性能,拉伸强度2 332MPa,弹性模量06GPa,极限拉伸应变2.4%左右。从图1中可以看出,碳纤维的强度和弹性模量比玄武岩纤维高,在抗弯抗剪加固中碳纤维更有优势,但玄武岩纤维的拉伸应变要比碳纤维高,故在缠绕加固混凝土柱提高其延性等抗震性能方面更有优势,因此,首先进行了玄武岩纤维加固混凝土圆柱抗震性能的试验研究,并与碳纤维加固进行了比较。

 玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

2试件设计及加固方案试验中钢筋混凝土圆柱的直径360mm,试件总高度1 600mm,呈工字形,底部墩子起固定作用,柱区段长度800mm,混凝土立方体抗压强度平均值4.3MPa,纵筋12中25mm,屈服强度382 . 4MPa,箍筋6@150,箍筋屈服强度319.8MPa;试验时轴压力为1200kN。为了防止试验时柱根部与底座交界刚度突变处过早破坏、变形集中等,柱根部100mm范围内对纵筋、箍筋配置给予了特别加强(此区段不作为试验区段),则试验柱的有效长度为700mm。并且附加缠绕3层CFRP给予特别加强。粘贴纤维前,将试件表面打磨平整,清除浮渣、灰尘,依次均匀涂刷底涂、找平层,粘贴、缠绕加固纤维,图2示意了玄武岩丝束缠绕加固操作过程,缠绕中严格控制质量,确保纤维丝柬均匀分布、均匀浸透树脂胶体。待胶体完全固化后,进行试验,各试件基本试验参数及加固情况见表1。本文所列试件为课题组FRP抗震加固系列试验研究中的一部分,试件更详细情况可参见

本文进行了4个试件的试验。其中一个未加固试件作为标准柱,1层和4.5层CFRP布材包裹加固柱各一个,CFRP性能根据同批产品拉伸试验得到,强度为3 945MPa,弹性模量为249.6GPa,极限延伸率为1.52%。玄武岩丝束缠绕加固柱1个。主要研究不同力学性能的纤维对于钢筋混凝土圆柱抗震性能的影响,讨论纤维用量和种类对于加固柱的破坏形式、耗能能力、位移延性等的影响。试验装置见图3。

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玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

3试验结果及分析3.1试件的破 坏形态试件的破坏模式如图4所示,未加固墩柱为典型的脆性剪切破坏(图4a)。当加固量较小时(1层CFRP加固的柱CL1- 1.0C),加载过程中柱身首先出现斜向的剪切裂缝,柱身局部纤维发生断裂,随着侧向位移的不断增加,CFRP发生大范围断裂,试件失去承载能力,为弯剪破坏(图4b),当FRP加固用量较大时,柱身的FRP直接承受剪力,并对混凝土提供有效的约束,避免了剪切破坏的发生,最后加固试件都发生了塑性铰区约束失效的弯曲破坏,4.5层CFRP加固的柱CI2和BFRP加固的柱CI3破坏均属此情况(图4c、4d)。

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3.2 荷载位移曲线

各试件的峰值荷载、极限位移及侧向位移角见.表2。其中,峰值荷载为整个加载过程的最大水平荷载,极限位移定义为试件破坏或水平荷载下降至0.85倍峰值荷载时所对应的侧向位移,侧向位移角定义为极限位移和柱有效高度的比值,试验结果取正反方向的平均值。

图5给出了各试件的滞回曲线,可以看出:未加固柱过早发生剪切破坏,极限位移极小,延性极差,耗能能力低;1.0层CFRP加固的柱发生了弯剪破坏,相对于未加固柱延性有所增强,但最终还是发生了脆性的剪切破坏;对于弯曲破坏的柱CL2-4.5C和CL3-BF,延性很好,滞回环饱满,耗能能力强;比较CL2-4.5C与CL3- BF,两者的滞回曲线比较接近,表明CBF丝束缠绕对圆柱的抗震加固与CFRP布包裹加固对抗震性能提高都非常有效。

 

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

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3.3   不同参数下FRP应变特性及发展规律

在试验时,每个试件柱身4个对称面上从柱底150mm起,沿高度间隔50mm均匀布置应变片,以监测FRP应变特征及发展规律,应变片布置详见图6。图7为柱4.5层CFRP加固的试件南面测点F13~ F16应变和位移延性系数的关系,可以看出,从柱底向上应变逐渐变小,基本呈线性分布,到10 倍位移延性系数时侧向承载力衰减比较严重,柱身应变的规律也有所变化。图8为BFRP加固的试件CL3- BF南面测点F16 应变和侧向位移的关系,可以看出,随着位移增大,应变不断变大,并且当位移回归为零时残余应变也不断变大。图9为弯剪破坏柱CL1- 1.0C和弯曲破坏柱CL2-4.5C在侧向位移18mm时,南面测点应变分布,可见发生弯剪破坏的柱CL1-1.0C柱身中部FRP应变大于柱底,而发生弯曲破坏的柱CL2-4.5C柱底应变大于柱身应变,最后破坏时也是柱底纤维首先破坏。

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究


玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究 

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

当CFRP用量较小时,CFRP对混凝土的约束和对裂缝的限制作用不大,故混凝土裂缝开展迅速,相应地,CFRP应变增长也很快,如图10中柱CL1 -1.0C柱身平均应变和位移关系曲线所示。当CFRP用量较大时,CFRP加固柱的受剪承载力得到提高,核心区的混凝土受到较强的约束。总体上,CFRP应变发展较为缓慢,而且基本稳定在某一固定值左右,对于BFRP加固的试件CL3- BF,纤维应变发展规律和试件CL2 -4.5C基本相同。

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3.4 滞回耗能分析

图5给出了各试件的滞回曲线,可以看出:未加固柱发生剪切破坏,极限位移小,延性差,耗能能力极低;1.0层CFRP加固柱抗震性能有所改善,但最后破坏形式为剪切破坏;试件CI2-4.5C、CL3- BF发生弯曲破坏,延性好,滞回环饱满,耗能能力强。对试件抗震耗能性能可以通过计算荷载-位移曲线下所包围的面积来评估。本文对4.5层CFRP加固试件和BFRP加固试件每次位移加载下第一个滞回环的面积进行了计算,以对比研究两者的滯回耗能性能。由图11可见,这两个试件的耗能性能基本相当,只是在侧向位移达到48mm时曲线稍有差别。从试验的滞回曲线可以看出,当侧向位移达到48mm时,两个试件的侧向承载能力都有明显的下降,对于BFRP加固的试件侧向承载力的衰减稍好于4.5层CFRP加固的试件,体现出在相同侧向约束刚度情况下,BFRP在混凝土圆柱抗震加固中也能有很好的抗震耗能性能。

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图12为试件CL2-4.5C和CI3-BF有效粘滞阻尼系数β比较,β计算方法见参考文献[4]。可以看出,在约2倍屈服位移之后,相同位移等级下,玄武岩纤维加固试件有效粘滞阻尼系数稍好于4.5层CFRP约束试件。

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4 FRP 加固混凝土柱承载力计算

4.1受弯承载力计算

加固柱受弯承载力的计算方法比较成熟5)。关键是选用合适的FRP约束混凝土的应力-应变关系模型(6,] ,然后可用条带法进行非线性分析8,或者选用目前一些通用的非线性分析软件,如OPENSEES(9]。图13给出了计算得到的CL2-4.5C和CL3- BF的弯矩-曲率曲线,可以看出,计算的受弯承载力与试验值符合较好,CL3- BF和CI2 -4.5C的弯矩-曲率曲线较为接近,这也与试验结果比较吻合,基于该弯矩-曲率曲线可以系统分析各种参数对加固效果的影响。

4.2受剪承载力计算

FRP加固钢筋混凝土圆柱抗剪承载力V计算公式一般采用简单叠加形式,即在钢筋混凝土圆柱抗剪承载力Vec的基础上,叠加FRP对加固柱抗剪承载力V; 的贡献,表达形式为:

V=Vrc+Vf       (1)

对于柱身全包FRP加固时,V;可由式(2)计算:

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其中,Pr为FRP配纤率,当采用柱身全包FRP加固时ρ:=2nrtID,nt为FRP层数,1为单层FRP厚度, D为圆柱的直径,E,为FRP弹性模量,θ为斜裂縫与柱轴线的夹角,一般偏保守地取为45°,εp为FRP有效拉应变。

计算抗剪承载力的关键是有效拉应变的确定,其取值与截面形式、FRP种类、破坏模式等很多因素有关,对BFRP加固时ε。的取值需要进一步系统研究,但在目前BFRP抗震加固试验数据较少的情况下暂时可以参照规范确定10。

5结论

根据CFRP布材包裹与BF丝束缠绕加固墩柱的试验对比情况,可以看出:BFRP加固能显著提高混凝土圆柱的抗震性能,特别是其价格要比CFRP便宜得多,所以在抗震加固中比CFRP有优势,值得推广应用。

参考文献

1胡显奇,申屠年.连续玄武岩纤维在军工及民用领城的应用.高科技纤维与应用,2005(12)

2吴刚,胡显奇,蒋剑彪,等.连续玄武岩纤维在墩柱抗震加固中的应用研究//2005年全国FRP会议论文集.西安:2005

3顾冬生,吴刚,吴智深,等.CFRP加園高轴压比钢筋混凝土短圆柱抗震性能试验研究.工程抗震与加固改造,2006(12)

4吴刚,魏洋,蒋剑彪,等.玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土矩形柱抗震性能比较研究.工业建筑,2007 ,37(6);14- 18

5 Seible F. Scismic Retrofit of RC Columns with Continuous Carbon FiberJackets. ASCE, Journal of Composites for Construction, 1997(3):52 -62

6吴刚,吕志涛. FRP约束混凝土圆柱无软化段时的应力-应变关系研究.建筑结构学报,2003,24(5);1-8

7吴刚,吕志涛,吴智深. FRP约柬混凝土圆柱有软化段时的应力-应变关系研究.土木工程学报2006,39(11);7-14

8过镇海.混凝土的强度和本构关系-原理和应用,北京:中国建筑工业出版社,2004

9 Open System for Earthquake Engineering Simulation User Manual,University of Califomnia, Berkeley, Version 1.7,2006

10纤维增强复合材料工程 应用技术规范(征求意见稿).2006


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