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工业建筑
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白云

月刊

1000-8993

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010-82227236

100088

北京市海淀区西土城路33号

工业建筑/Journal Industrial ConstructionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊具有技术方针政策和技术发展趋向的指导性，推动科技工作发展的针对性，解决生产建设中重大技术问题的实用性，促进技术进步的创新性。多年来一直为中国建筑科学类主要核心期刊。重点报道建筑设计、建筑结构、地基和基础、建筑材料、施工技术等方面的应用研究成果和开发技术，突出工业建筑、钢结构和维修改造技术等特点，并优先报道国家或省部级科学基金资助项目和重大工程建设项目。
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    持续荷载下预应力纤维增强复合材料筋混凝土梁变形性能研究进展

    严大威薛伟辰江佳斐
    1-12页
    查看更多>>摘要：持续荷载作用下,纤维增强复合材料(FRP)筋蠕变松弛和混凝土收缩徐变引起的过大的附加变形将影响预应力FRP 筋混凝土(FRP-PC)梁的正常使用.通过对 FRP-PC 梁长期性能及其设计方法的最新研究进展进行综述,归纳了不同FRP 筋的蠕变和松弛特性及其预测方法,总结了有关有黏结FRP-PC梁和体外FRP-PC 梁的长期性能试验结果,介绍了基于按龄期调整有效模量法(AEMM)或基于积分型徐变表达式的FRP-PC梁变形性能时随有限元分析方法,以及相应的多参数分析结果,分析了FRP-PC梁长期变形的计算理论与简化设计方法.最后,对今后 FRP-PC 梁长期性能的研究方向进行了展望.

    FRP筋松弛蠕变收缩徐变长期性能试验研究时随有限元分析计算理论

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    碳纤维增强复合材料筋材应力松弛性能的试验研究

    李俊宇方志唐守峰廖原...
    13-21页
    查看更多>>摘要：为合理确定湖北十淅高速丹江口水库特大桥地锚桥台预应力碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)筋材的松弛损失,对不同应力比下所用CFRP 筋材的应力松弛效应进行了试验研究.基于黏结式锚具和机械压接式锚具锚固的 CFRP 筋材试件的轴向拉伸试验结果,明确了不同锚固形式对 CFRP 筋材破坏形态的影响及 CFRP 筋材的材料性能;基于 CFRP 筋材试件1 000 h的应力松弛试验,获得了不同应力水平下CFRP 筋材应力松弛的发展规律.结果表明:黏结式锚具锚固的轴拉试件发生了理想的筋材拉断爆裂破坏,但应力松弛试件在试验过程中应变变化较大;机械压接式锚具锚固的轴拉试件提前发生了 CFRP 筋材的层裂剥离破坏,但应力松弛试件在试验过程中应变变化较小,满足GB/T 21839-2019 中应力松弛试验的相关要求.随着初始应力比的提高,CFRP 筋材的应力松弛越大,初始应力比分别为 0.53、0.63 和 0.82 的试件 1 000 h 的松弛率分别为1.06%、1.65%和 2.31%;CFRP 筋材应力松弛的发展收敛较快且随初始应力的增加而更快趋于稳定,初始应力比为 0.53、0.63 和 0.82 的试件 24 h 的应力松弛量分别为 1 000 h 的 45.3%、58.8%和59.7%,200 h的应力松弛量分别为 1 000 h的 78.3%、81.2%和 82.7%;基于试验结果,建立了 CFRP筋材应力松弛的预测模型,且具有较高预测精度,并预测了丹江口水库特大桥地锚桥台所用预应力CFRP 筋材 10 年,30 年、50 年和 100 年的松弛率分别为 1.91%、2.18%、2.32%和 2.52%.

    应力松弛碳纤维复合材料(CFRP)筋材锚固形式初始应力比预测模型

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    玻璃纤维增强复合材料弯折筋增强超高性能混凝土拉拔试验及受力模型研究

    张黎飞张轩雨张宁周玲珠...
    22-30页
    查看更多>>摘要：通过玻璃纤维增强复合材料(GFRP)弯折筋增强超高性能混凝土(UHPC)拉拔试验,研究了GFRP 筋弯折区域力学服役性能及损伤机制,揭示了 GFRP 弯折筋与 UHPC协同受力状态,建立了试件受力模型.试验研究变量包括:GFRP 筋材直径、弯折筋尾部锚固长度、筋材尾部形状以及筋材基体种类.研究表明,受到GFRP 筋材弯折区域褶皱和受力肩应力集中影响,GFRP 筋材直径对弯折强度影响较大;弯折筋尾部锚固长度的增加,在一定程度上利于 GFPR 筋弯折强度提升;筋材尾部形状(L型和U型)对弯折强度的影响较小.基于此,阐述了 GFRP 筋弯折区在受拉状态下的损伤破坏机理;提出了GFRP 弯折筋三阶段断裂过程:筋材受力肩内侧基体开裂、内侧纤维断裂和外侧纤维断裂;建立了GFRP 弯折筋-UHPC弯折区域拉拔状态下的受力分析模型.

    GFRP弯折筋UHPC筋材直径锚固长度三阶段断裂过程受力模型

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    玻璃纤维复材约束纤维复材筋混凝土墩柱的拟静力数值模拟及恢复力模型

    付欣潘墨岚王代玉吴端硕...
    31-45页
    查看更多>>摘要：为研究由玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布、碳纤维增强复合材料(CFRP)箍筋、GFRP 纵筋与混凝土组成的新型组合墩柱,纤维增强复材(FRP)约束 FRP 筋增强混凝土(FCFRC)墩柱的抗震性能,基于OpenSees有限元软件开发FCFRC墩柱单调及往复水平荷载作用下的数值模拟模型,在此基础上以轴压比、剪跨比、纵筋配筋率、CFRP 箍筋和 GFRP 布约束水平、混凝土强度和截面尺寸为变量进行 5 184 个FCFRC墩柱的单调静力弹塑性分析(Pushover分析),获得上述影响变量对屈服承载力、峰值承载力、弹性刚度、弹塑性刚度以及极限位移角等建立三折线恢复力模型的关键参数的影响规律;结果表明:提高轴压比、纵筋配筋率、混凝土强度和截面尺寸均能提高屈服承载力和极限承载力,箍筋和FRP 布约束水平的影响相对较小.基于参数分析结果,获得了恢复力模型骨架曲线关键参数的计算式;此外还提出了FCFRC水平力-位移加卸载滞回规则,结合骨架曲线和滞回规则提出了FCFRC水平力-位移恢复力模型,通过与试验结果比较验证了恢复力模型的适用性.

    FRP约束混凝土FRP筋混凝土墩柱拟静力模拟恢复力模型

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    地聚物混凝土-玻璃纤维增强复合材料筋界面黏结行为的梁式试验研究

    毕超豪赖华铭张耿斌颜天佑...
    46-53页
    查看更多>>摘要：在"双碳"目标下,采用绿色低碳的地聚物混凝土替代高碳排放的硅酸盐水泥混凝土是目前的研究热点之一.以粉煤灰基地聚物混凝土为对象,基于梁式试验开展弯拉作用下地聚物混凝土-玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋界面黏结性能的研究,探明了不同混凝土强度、类型对地聚物混凝土-GFRP 筋界面黏结性能的影响.结果表明:在与GFRP 筋黏结的试验中,由于地聚物混凝土与硅酸盐水泥混凝土存在力学性能的差异,导致两者虽然有相似的破坏模式,但在不同混凝土强度下界面的破坏机制不同,黏结刚度、黏结强度随混凝土变化的规律也不同;对已有的 XUE模型和 Bimodal模型进行形状系数的修正,通过对比分析,建立适用于地聚物混凝土-GFRP 筋的黏结滑移本构模型.

    地聚物混凝土GFRP筋梁式试验黏结滑移绿色低碳

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    纤维增强复合材料在大直径盾构隧道工程中的研究与应用

    陈健杨公标王志奎咸贵军...
    54-60页
    查看更多>>摘要：大直径盾构隧道是建设长大穿海穿江隧道的主要建设形式,具有安全、经济、高效、智能化高等优点.纤维增强复合材料(FRP)具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳及可设计等优点,在地下复杂服役环境条件下FRP 可替代钢材以解决其存在的工程问题.首先,从 FRP 在深基坑支护结构、在基坑地下连续墙、盾构隧道内部结构以及在泥浆环流管道等 4 个典型大直径盾构隧道施工分部分项工程方面,介绍了国内外典型的FRP 研究和应用范例,结果表明 FRP 力学性能和服役性能均满足地下基坑支护、盾构隧道等结构的应用要求.针对研发现状及当下应用存在的问题,对FRP 在地下工程结构中的应用前景做出展望.

    纤维增强复合材料基坑支护结构地下连续墙盾构隧道大直径盾构隧道

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    内压作用下碳纤维增强复合材料内衬加固预应力钢筒混凝土管承载力分析

    张霄杰吴嘉瑜陈建飞
    61-71页
    查看更多>>摘要：在内压作用下,预应力钢筒混凝土管(PCCP)可能发生各结构层失效.在 PCCP 内壁粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)是常见的修复方法,然而修复 PCCP 在内压作用下的结构失效机理研究尚不成熟.鉴于此,建立了CFRP 内衬加固 PCCP 在内压作用下的多层圆环模型(MRM)力学模型,推导得到了CFRP 内衬加固PCCP 在内压作用下管壁径向位移、应力和应变的表达式.该力学模型计算结果与已有试验结果吻合良好,验证了力学模型的正确性.参数分析结果表明:增加钢筒厚度和混凝土管芯厚度可提高PCCP 的内压承载力,提升预应力水平可提高 PCCP 抗开裂能力,增加CFRP 厚度可以提高CFRP 内衬加固PCCP 的内压承载力.

    预应力钢筒混凝土管碳纤维增强复合材料多层圆环模型内压理论分析

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    高延性预应力碳纤维增强复合材料板加固钢筋混凝土梁的有限元分析

    刘斌杨家琦刘天桥胡黎俐...
    72-80页
    查看更多>>摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)以其轻质、高强、耐腐蚀的优势,在混凝土结构加固中得到了较为广泛的应用,现已发展出外贴、内嵌、预应力等多种加固方法.然而,由于 CFRP 及与其黏结的混凝土界面的弹脆性,加固后的混凝土受弯构件常表现为脆性破坏,延性较低.因此,在以往提出的跨中顶撑张拉预应力CFRP 板加固方法的基础上,提出了一种高延性预应力 CFRP 板加固方法,通过改进顶撑装置的属性,在局部设置弹塑性机构,大幅提升加固梁整体的延性.经过有限元分析证实,提出的加固方法可以延缓CFRP 板的应变增长并使其始终维持在较高应力水平,在极限承载力降幅不多的情况下,加固梁的极限挠度最大提升了 137%,大幅度提高了加固梁的延性,并且为后续新型加固方法的研发提供参考依据.

    CFRP预应力加固混凝土梁延性有限元分析

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    预应力碳纤维增强复合材料加固钢梁的耐久性能研究综述

    邓军李俊辉郭栋
    81-90页
    查看更多>>摘要：疲劳损伤是钢桥最常见病害之一,预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)能有效抑制裂纹扩展,延长结构服役寿命.预应力CFRP 加固钢梁中,CFRP 与钢界面作为主要的传力路径,保证了加固后结构的力学和耐久性能.在疲劳和湿热环境作用下,CFRP 与钢界面的黏结性能发生劣化,导致加固后结构的力学性能退化.基于已有研究,总结了不同预应力加固系统设计下,钢梁的静载和疲劳性能的测试结果,以及环境因素对结构性能的影响机理.同时整理了预应力 CFRP 加固受损钢梁的界面主应力和黏结界面的能量释放率公式;并提出疲劳荷载和湿热环境作用下加固钢梁的承载力折减系数和寿命预测方法,以及考虑界面耐久性的结构加固设计思路.

    CFRP加固钢结构加固疲劳湿热循环耐久性

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    含表面裂纹受弯钢板表贴增强板材疲劳试验研究

    邓扬王彤李本新杜同鑫...
    91-99页
    查看更多>>摘要：为探究不同补强材料对含表面裂纹受弯钢板的疲劳加固性能,分别采用碳纤维增强复合材料(CFRP)板和钢板加固方案,对含表面裂纹的 Q345 钢板进行疲劳加载试验.分析了初始裂纹尺寸、加固板厚度及粘贴方式对钢板加固性能的影响,试验过程中采用超声波探伤仪对裂纹扩展的深度和长度进行了测试,最后采用扩展有限元法(XFEM)对钢板裂纹的扩展过程进行了模拟分析.结果表明:在含表面裂纹受弯钢板上粘贴CFRP 板和钢板均能有效延长损伤钢板的疲劳寿命,抑制裂纹扩展;粘贴双层加固板时试件发生脱胶破坏,影响加固效果,故建议采用单层粘贴加固的方式;CFRP 板的疲劳加固效果优于钢板,增加加固板的厚度可进一步提升加固效果,对含较大初始裂纹的受损钢板加固效果要明显优于含较小初始裂纹的;XFEM模拟裂纹扩展所得疲劳寿命与疲劳裂纹长度均与试验吻合.

    表面裂纹钢板加固CFRP板加固疲劳加载疲劳寿命裂纹扩展

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