FRP抗剪加固钢筋混凝土梁的尺寸效应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51378130
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    83.0万
  • 负责人：
    陈光明
  • 依托单位：
    广东工业大学
  • 学科分类：
    E0806.工程建造与服役
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

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。

结项摘要

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

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（8）
专利数量（4）
T-section RC beams shear-strengthened with anchored CFRP U-strips
采用锚固 CFRP U 形条进行抗剪加固的 T 形截面 RC 梁
  • DOI：
    10.1016/j.compstruct.2016.02.033
  • 发表时间：
    2016-06-01
  • 期刊：
    COMPOSITE STRUCTURES
  • 影响因子：
    6.3
  • 作者：
    Chen, G. M.;Zhang, Z.;Zhou, C. Y.
  • 通讯作者：
    Zhou, C. Y.
带纤维锚具的碳纤维复材与混凝土界面黏结性能试验研究
  • DOI：
    10.13204/j.gyjz201605005
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    工业建筑
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈光明;廖定权;梁靖波;李云雷;刘迪
  • 通讯作者：
    刘迪
Full-range FRP failure behaviour in RC beams shear-strengthened with FRP wraps
FRP 包裹剪切强化 RC 梁的全范围 FRP 失效行为
  • DOI：
    10.1016/j.ijsolstr.2017.07.019
  • 发表时间：
    2017-10
  • 期刊：
    International Journal of Solids and Structures
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Chen G.M.;Li S.W.;Fern;o D.;Liu P.C.;Chen J.F.
  • 通讯作者：
    Chen J.F.
抗剪加固FRP 与混凝土界粘结性能的试验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    工程力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈光明;刘迪;李云雷;李世伟;陈建飞;许浩彬
  • 通讯作者：
    许浩彬
Finite element modeling of debonding failures in FRP-strengthened RC beams: A dynamic approach
FRP 加固 RC 梁脱粘失效的有限元建模：动态方法
  • DOI：
    10.1016/j.compstruc.2015.05.023
  • 发表时间：
    2015-10-01
  • 期刊：
    COMPUTERS & STRUCTURES
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Chen, G. M.;Teng, J. G.;Xiao, Q. G.
  • 通讯作者：
    Xiao, Q. G.

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    陈光明

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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