CFRP-PCPs复合筋侧向嵌贴混凝土梁的抗弯加固试验研究

通过8根碳纤维-预应力混凝土棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋嵌入式抗弯加固混凝土梁的试验研究,对CFRP-PCPs复合筋嵌贴加固混凝土梁的抗弯性能进行分析,试验结果表明:CFRP-PCPs复合筋嵌贴加固混凝土梁的抗弯强度有所提高。     

嵌入式预应力碳纤维棱柱体加固混凝土梁的试验研究

利用自主研制的预应力碳纤维棱柱体(CFRP-PCPs复合筋)对钢筋混凝土梁进行嵌入式加固,并根据我国现行规范推导出挠度计算的修正公式,挠度计算值与试验值吻合良好。试验表明,嵌入式CFRP-PCPs加固混凝土梁相较于嵌入式预应力碳纤维CFRP筋加固混凝土梁,不但有效改善了加固结构的受力性能和变形能力,而且解决了张拉锚固装置施工复杂,造价高等问题。     

嵌入式预应力碳纤维棱柱体加固混凝土梁的试验研究

利用自主研制的预应力碳纤维棱柱体(CFRP-PCPs复合筋)对钢筋混凝土梁进行嵌入式加固,并根据我国现行规范推导出挠度计算的修正公式,挠度计算值与试验值吻合良好。试验表明,嵌入式CFRP-PCPs加固混凝土梁相较于嵌入式预应力碳纤维CFRP筋加固混凝土梁,不但有效改善了加固结构的受力性能和变形能力,而且解决了张拉锚固装置施工复杂,造价高等问题。     

碳纤维-棱柱体预应力混凝土复合筋混凝土梁挠度的试验研究及计算方法

对7根自行研制的碳纤维-棱柱体预应力混凝土复合筋(CFRP-PCPs复合筋)混凝土梁进行了关于挠度的试验研究。对比发现:CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在各受力阶段的挠度均较普通预应力CFRP筋混凝土梁小;CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的挠度与CFRP的张拉控制应力及复合筋的截面面积有关,随着复合筋预应力和面积的增大,构件的挠度有一定程度的减小。在考虑CFRP-PCPs复合筋等效原理的基础上,对我国现行《混凝土结构设计规范》中适用于预应力钢筋混凝土梁的短期刚度计算公式进行修正,提出了适合新型CFRP-PCPs混凝土梁的挠度建议计算公式,并应用建议公式对其中含CFRP-PCPs复合筋的5根试验梁的挠度进行计算。将计算值与试验值对比,结果吻合良好。     

梁表层嵌贴碳纤维板抗剪承载力分析

碳纤维表层嵌贴加固是一种新兴的加固方法,国内外研究较少。为此从实际出发,通过试验研究和理论推演,导出钢筋混凝土有腹筋梁表层嵌贴碳纤维板抗剪承载力公式。通过试验与理论公式比较得出结论。     

CFRP-PCPs复合筋嵌贴加固钢筋混凝土梁的延性分析

基于现行混凝土结构设计规范中抗弯设计计算的基本原理,提出了嵌贴CFRP-PCPs复合筋加固混凝土梁截面延性的计算方法,并结合已做试验对其延性进行分析讨论。结果表明,CFRP筋有效预拉应变越大,其加固梁的延性系数逐渐减小;CFRP筋滞后应变越大,其加固梁的延性系数逐渐增大。     

CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁裂缝分析与计算

通过8根混凝土试验梁抗弯静力加载试验,开展对CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁在使用荷载作用下的裂缝分析与计算。试验结果表明:CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁的裂缝间距和裂缝宽度均小于未加固的对比梁,CFRP-PCPs筋使裂缝的开展得到限制,并且由于预拉应力水平的提高,裂缝宽度及裂缝平均间距均有不同程度的减小。根据试验数据,依据我国《混凝土结构设计规范》,通过理论分析,提出了适用于计算CFRP-PCPs复合筋内嵌加固钢筋混凝土梁裂缝宽度的理论分析方法。实测结果与该分析方法计算结果吻合良好,在工程实际中可得到应用。     

嵌贴CFRP板条加固混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验的方法,对表层嵌贴CFRP（碳纤维增强塑料）板条后钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了研究,并与未加固的构件进行了对比,试验研究表明,采用表层嵌贴法加固可以有效提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力及刚度,抑制斜裂缝的产生和发展,减小裂缝宽度,提高混凝土梁的变形能力,改善其受力性能。     

嵌贴CFRP增强混凝土T型深梁抗剪性能的试验研究

本文通过对三点弯荷载下的钢筋混凝土T型深梁结构进行有限元模拟获得相应的应变场的分布特征,据此制定采用嵌贴CFRP条加固T型深梁的试验方案;对两组共6榀T型深梁进行三点弯加载试验,运用新型数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术监测深梁表面的应变场;对比研究嵌贴CFRP条加固前后的T型深梁的抗剪性能。结果表明:6榀试验梁均发生以剪切破坏为主的斜压破坏,加固后的T型深梁的斜向开裂荷载与抗剪承载力较未加固前有明显提高;加固后试验梁斜裂缝展开速度减缓,梁表面加载点与支座连线区域应变减小,揭示了嵌贴CFRP条加固混凝土T型深梁后抗剪性能变化规律,表明该加固方法能有效地抑制该试验梁的抗剪破坏;研究成果可为工程实际中嵌贴CFRP抗剪加固混凝土T型深梁提供技术参考。     

碳纤维预应力棱柱体复合筋混凝土梁裂缝试验研究

通过6根混凝土梁的抗弯静力加载试验,对碳纤维预应力棱柱体复合筋(CFRP-PCPs)混凝土梁在使用荷载作用下裂缝的分布及发展进行研究。考虑到CFRP-PCPs复合筋的影响,在我国现有《混凝土结构设计规范》相关计算方法的基础上,对CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的裂缝间距和最大裂缝宽度计算式进行修正,并将所提出的算式的计算结果与试验结果进行了对比,分析结果表明计算值与试验值吻合程度较好。     

钢筋混凝土T梁HB-FRP抗剪加固试验和数值模拟

基于室内模型试验,开展了混合黏结纤维增强复合材料(HB-FRP)抗剪加固钢筋混凝土T梁的受力性能研究.对未加固、外贴纤维增强复合材料(EB-FRP)加固及HB-FRP加固T梁进行了破坏性对比试验,并采用Abaqus软件建立了精细化有限元模型,对比分析了试验和数值计算结果,验证了有限元模型的准确性;在此基础上进行参数分析,研究了混凝土强度、箍筋间距、FRP条带数量及FRP厚度对加固梁抗剪承载能力的影响.结果 显示:HB-FRP抗剪加固梁的剪切裂缝间距要小于EB-FRP加固梁的裂缝间距;EB-FRP加固梁发生黏贴区域大面积剥离,而HB-FRP加固梁仅在相邻钢扣件间有裂缝的区域出现了剥离,钢扣件有效抑制了裂缝剥离扩展;HB-FRP抗剪加固梁的FRP应变水平为EB-FRP抗剪加固梁的2倍,表现出了较好的延性.综合考虑未加固梁、EB-FRP加固梁及HB-FRP加固梁的参数分析结果,对钢筋混凝土T梁抗剪承载能力的影响因素按照重要性降序为:混凝土强度、箍筋间距、FRP间距、FRP厚度.     

纤维网格复合超高性能混凝土加固RC梁抗剪性能试验研究

为研究纤维网格复合超高性能混凝土（UHPC）加固钢筋混凝土梁的抗剪性能，对2根UHPC加固梁、4根纤维网格复合UHPC加固梁及2根未加固梁进行静力试验，研究剪跨比、UHPC厚度和纤维网格层数对钢筋混凝土梁破坏形态、荷载-挠度曲线、受剪承载力以及延性的影响。结果表明：采用UHPC对钢筋混凝土梁进行抗剪加固，可以明显改善梁的破坏形态，提高梁的受剪承载力；采用UHPC对钢筋混凝土梁进行抗剪加固，可以显著提高梁的开裂荷载，提升幅度为150%～216%；采用纤维网格复合UHPC加固的梁，延性系数大幅增加。最后，利用桁架-拱模型，推导了纤维网格复合UHPC加固钢筋混凝土梁的受剪承载力计算公式，计算值与试验值吻合较好。     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

通过对一组粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验,研究了完好加固梁与损伤加固梁的箍筋和碳纤维布应变随疲劳次数增加的变化情况,不同碳纤维布用量对抗剪加固效果的影响以及斜裂缝的扩展变化状况等。试验表明,钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小20%~50%,斜裂缝宽度减小35%~45%,且碳纤维布用量越大效果越明显,完好梁加固效果优于损伤梁。粘贴碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。     

碳纤维预应力棱柱体复合筋混凝土连续梁裂缝试验研究及理论分析

通过对5根碳纤维预应力棱柱体复合筋(CFRP-PCPs)混凝土连续梁进行裂缝试验研究,在试验的基础上,提出CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁各控制截面处的平均裂缝间距与最大裂缝宽度的计算式。试验结果验证了理论算式的可行性,为CFRP-PCPs复合筋在工程中的实际应用提供理论支持。试验表明,CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁的裂缝发展状态与CFRP-PCPs复合筋的截面面积和预应力值大小有关。     

基于三维细观分析方法的CFRP加固无腹筋混凝土梁剪切强度尺寸效应研究

以CFRP侧贴加固无腹筋钢筋混凝土悬臂梁为研究对象,从细观角度出发,考虑混凝土细观非均质性及CFRP-混凝土之间的相互作用,建立了单调加载下CFRP侧贴无腹筋钢筋混凝土悬臂梁三维细观尺度数值分析模型。通过仅改变CFRP条带的厚度来改变CFRP的配纤率,进而以CFRP的配纤率为主导参数,并且在之前试验工作的基础上,扩展模拟了尺寸和配纤率对梁的剪切破坏机理和失效模式的影响,研究了外贴CFRP加固钢筋混凝土悬臂梁剪切破坏尺寸效应行为。结果表明: CFRP侧贴加固无腹筋钢筋混凝土梁的名义剪切强度尺寸效应明显,CFRP布加固对小尺寸梁贡献最大,其有效性随着梁尺寸的增加而减小; 配纤率的增大提高了悬臂梁的名义抗剪强度,但同时也削弱了抗剪强度的尺寸效应; 当配纤率较大时,峰值剪切应力的增长趋势明显减缓,即层数过多时,加固效果不明显。     

剪跨比对钢丝绳抗剪加固效果的影响

桥梁结构端部因抗剪能力不足而出现破坏是旧有钢筋混凝土梁桥的通病之一,因此科学、合理的抗剪加固方法是旧桥加固与改造领域的重要研究课题之一.本文通过对3根对比梁、5根不同剪跨比的加固梁的抗剪试验,研究了不同剪跨比对抗剪加固效果的影响.试验结果表明：钢丝绳体外预应力抗剪加固,可有效地限制斜裂缝的发展,推迟箍筋的屈服荷载,提高梁的抗剪能力.剪跨比是影响钢丝绳体外预应力抗剪加固的重要因素,随着原梁剪跨比的增大,同级荷载下箍筋应变增大,加固梁开裂荷载与极限荷载提高值减小,研究成果为桥梁的抗剪加固提供了参考.     

低周反复荷载作用下CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度和延性试验研究

基于5根不同张拉控制应力和不同截面面积的CFRP-PCPs复合筋的混凝土梁在低周反复荷载下的试验,对CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度进行研究,根据试验结果,提出了CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度计算方法,对比表明试验结果与计算值吻合较好。试验表明,CFRP-PCPs复合筋混凝土梁相比于预应力CFRP筋混凝土梁,有效改善了构件的受力性能和变形能力。     

ETS法加固钢筋混凝土短梁抗剪性能试验研究

介绍了一种钢筋混凝土梁抗剪加固的新方法——ETS法,并对16根钢筋混凝土短梁进行了试验研究,探求ETS法的可行性。对比了BFRP筋绑扎、BFRP筋灌胶(ETS法)、普通钢筋绑扎插入式三种加固的试件与未加固试件的抗剪性能;通过加固筋的应变,研究了加固筋的利用率。研究结果表明:钢筋混凝土短梁采用ETS法加固后,加固筋的存在延缓了试件裂缝的发展,提高了开裂荷载和抗剪承载力,减小了短梁的跨中挠度,表现出良好的受力和变形性能。     

嵌入式FRP筋加固梁抗弯承载力分析

通过两点静力荷载作用下3根表层嵌贴FRP筋加固的钢筋混凝土T形损伤梁的试验,研究了嵌入式FRP筋加固梁的破坏特征和受力性能。分析了FRP筋表面特征和FRP筋材料种类对加固梁破坏模式、极限承载力、刚度等方面的影响。试验结果表明:嵌入式FRP筋加固方法能显著提高梁的屈服荷载和极限承载力;加固量一定时,带肋CFRP筋加固梁的极限承载力最高,光圆GFRP筋加固梁的极限承载力最低。在试验研究的基础上,建立了剥离破坏模式下嵌入式FRP筋加固梁的抗弯承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

CFRP-PCPs嵌贴加固梁的挠度计算方法研究及有限元模拟

对8根梁进行试验,分别在梁的底部和侧面嵌贴CFRP-PCPs。PCPs的制作材料、嵌贴长度以及预应力各不相同,以此来研究各影响因素对梁挠度的影响,根据试验结果绘制了荷载位移曲线并进行了分析。在试验研究的基础上提出了梁挠度的计算方法,并分别对两种加固梁进行有限元模拟。将模拟值、计算值与试验值进行对比,三种值得对比误差在6%左右,说明有限元可以较好的模拟加固梁的挠度变化。