对玻璃钢薄板施加预应力方法及其基本原理

对玻璃钢薄板(以下简称GFRP板)施加预应力,将其外贴到混凝土梁表面对混凝土梁进行加固,能使GFRP板的强度得到充分发挥.介绍了对GFRP板采用外部粘结张拉法施加预应力并分析了其基本原理,分析了施加预应力时GFRP板与搭接钢板粘结长度与预应力值之间的关系,并介绍了几种确定初始预应力值的方法.     

对玻璃钢薄板施加预应力方法及其基本原理

对玻璃钢薄板(以下简称GFRP板)施加预应力,将其外贴到混凝土梁表面对混凝土梁进行加固,能使GFRP板的强度得到充分发挥.介绍了对GFRP板采用外部粘结张拉法施加预应力并分析了其基本原理,分析了施加预应力时GFRP板与搭接钢板粘结长度与预应力值之间的关系,并介绍了几种确定初始预应力值的方法.     

铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度研究

为了在提高加固钢筋混凝土梁承载力的同时具有很好的延性和耗能能力,特别是满足侵蚀环境及寒冷环境中加固工程的需要,采用铝合金板加固钢筋混凝土梁是一个很好的解决办法。铝合金板通过粘贴层将力传给钢筋混凝土梁,故铝合金板与混凝土的粘贴粘结性能决定了铝合金板加固钢筋混凝土梁的效果。铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度作为铝合金板加固钢筋混凝土梁连接设计的基础,对其开展试验和理论研究。开展105个试件的铝合金板与混凝土面内单剪试验发现：对粘贴界面没有进行粗糙处理的试件发生了界面剥离破坏,其他试件均发生了混凝土层剥离破坏;界面剥离破坏的粘结性能远差于混凝土层剥离破坏,说明了对粘贴界面进行处理的必要性。通过试验得到铝合金板和混凝土连接的极限粘结荷载,根据铝合金板正应力的变化率与粘贴界面剪应力的关系,得到剪应力的分布曲线和有效粘结长度;假设剪应力沿有效粘结长度处处相等,得到了铝合金板与混凝土的粘贴试验粘结强度,并基于此讨论了界面处理、混凝土强度、铝合金板宽度、厚度和粘贴长度等因素对试验粘结强度的影响。结合试验数据的统计回归分析,提出计算铝合金板与混凝土的粘贴粘结强度的修正Niedermeier模型,得到了铝合金板与混凝土的有效粘结长度和粘贴粘结强度的理论计算公式,其理论值和试验值吻合较好,误差最大值为8.98%,平均值为0.004,标准差为0.041。研究成果为铝合金板加固钢筋混凝土梁的粘贴设计提供了理论基础。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究

通过研制的一套张拉锚固设备对碳纤维板施加预应力后加固试验梁对其进行抗弯静载试验.试验表明未施加预应力CFRP板梁开裂荷载没有影响,而预应力CFRP板加固梁的开裂荷载有明显提高,可以延缓梁的开裂;所有加固梁的屈服荷载、极限荷载都有所提高,同时增加了构件的刚度;试验时粘贴CFRP板加固梁超过了CFRP板极限抗拉强度的25%,而预应力CFRP板加固梁接近粘贴CFRP板的二倍,充分发挥了材料的强度;试验所用的锚具在梁加载过程中没有出现滑移,锚固效果良好.     

用无机胶粘贴CFRP布加固预应力梁受弯性能试验研究

为研究一种自制的无机胶粘贴CFRP布加固混凝土结构构件的受力性能,采用该无机胶粘贴CFRP布对3根已经历抗弯承载极限状态的两跨预应力混凝土连续梁进行加固,并对加固梁进行正截面抗弯性能试验。得到了加固梁的荷载-挠度变形曲线和正截面抗弯承载力等试验数据。3根梁均出现继纵向受拉钢筋屈服后,CFRP布被拉断的破坏模式。试验结果表明,用无机胶粘贴CFRP布加固损伤预应力混凝土连续梁可有效提高其承载力。提出了计算值与试验值吻合较好的此类加固梁的抗弯承载力计算方法。     

混凝土强度影响GFRP板-混凝土组合梁力学性能研究

为研究GFRP板-混凝土组合梁的力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立玻璃纤维增强复合材料(GFRP)加固混凝土梁模型,通过组合梁的荷载-跨中挠度曲线和承载力两个方面验证了建立模型方法的合理性。设计了C25、C30和C40三个不同强度等级混凝土的构件模型,分析并得出关于GFRP板-混凝土组合梁的力学性能的结论。结果表明:(1)在相同荷载下,组合梁的极限承载力随着混凝土强度等级增大而增大,延性随着混凝土强度等级增大而减小;(2)增大混凝土强度等级可以有效增大组合梁的极限承载力;(3)GFRP板可以提高组合梁的抗弯承载力;(4)GFRP板-混凝土组合梁主要分为弹性阶段和带裂缝工作两个阶段。     

纤维增强混凝土梁的力学性能

为了提高梁的抗拉性能和承载力,利用有限元分析软件ANSYS对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)加固钢筋混凝土梁进行研究.建立了GFRP加固混凝土梁的计算模型,结合已有试验对加固梁的力学性能进行分析,验证模型的正确性.将碳纳米管加入混凝土梁中可改善梁的力学特性,不同部位掺入碳纳米管时梁的承载能力不同.结果表明,相对于FRP加固混凝土梁,掺入体积分数2%的碳纳米管GFRP加固梁承载力提高了27%.     

用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板火灾后受力性能

研发了600℃时强度不低于常温强度的无机胶,并用其粘贴CFRP布加固混凝土板。对4块已进行过火灾下耐火性能试验的加固板进行了火灾后受力性能试验。描述了用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板火灾后受力破坏过程,获得了加固板火灾后受弯承载力试验值和荷载-跨中位移变形曲线。进行了加固板火灾后受弯承载力分析。试验与分析表明,在CFRP布历经温度低于300℃时,用无机胶粘贴的CFRP布与混凝土板火灾后仍能共同工作,CFRP布的强度能够充分利用。在此基础上,提出了与试验结果吻合较好的承载力计算公式和刚度计算方法。     

预应力CFRP板加固混凝土梁的抗弯性能试验

利用自行研制的碳纤维板（CFRP板）及其配套锚具,进行了预应力CFRP板加固混凝土梁的抗弯性能试验,对加固后梁的破坏形态、承载力、挠度等方面进行了对比分析。结果表明,预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁能有效地改善梁的受力性能。     

FRP片材加固混凝土梁的计算方法

对FRP片材加固混凝土梁的破坏形态、计算方法进行了探讨,并对8根FRP加固混凝土梁的极限承载能力进行了对比分析,理论计算结果与实测值吻合较好．研究表明：粘结FRP布加固混凝土梁承载力和加固时的初始应力水平有关,相同条件下,CFRP片材加固混凝土梁承载力最大;GFRP片材加固混凝土梁承载力最小;混杂纤维加固钢筋混凝土梁的承载力介于二者之间,     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

预应力CFRP布加固负载混凝土梁受剪性能试验

为研究负载状态下利用预应力碳纤维布加固混凝土梁斜截面受剪性能,根据配箍率的不同制作3组共计12根钢筋混凝土梁,每组选择1根混凝土梁进行单点加载受剪试验,获取极限受剪承载力及裂缝分布等试验数据.对另9根梁预加载至极限受剪承载力的0.4倍,在持荷状态下对试验梁弯剪区段利用预应力碳纤维布加固.完成这9根梁负载加固后的斜截面二...     

预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁抗裂性能分析

为开展预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）布加固混凝土受弯构件时对正截面裂缝影响的研究,设计制作了配筋率不同的2组共计8根试验梁。在承受40％极限荷载的基础上利用预应力CFRP 布对试验梁正截面进行加固,并完成其静载试验,获得混凝土受弯构件在前期加载和加固后的二次受力过程中弯曲段裂缝分布、裂缝宽度和高度的试验数据。在试验数据的基础上,通过理论分析,提出了与《混凝土结构设计规范》相协调的预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁弯曲段裂缝平均间距和最大裂缝宽度的计算公式。研究结果表明：二次受力过程中,预应力 CFRP 布能有效抑制裂缝的开展,且随着预拉应力的增加,裂缝平均间距和裂缝宽度均减小。     

预应力CFRP板加固混凝土梁挠度计算方法

在完成6根预应力碳纤维板加固混凝土梁抗弯试验基础上,对我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中适用于预应力混凝土梁短期刚度的计算公式进行了修正并提出了适合于预应力CFRP板加固混凝土梁挠度计算的建议公式,应用建议公式对本文的试验梁以及国内外8根试验梁进行了对比计算。结果表明,计算值与试验值吻合较好。     

外贴预应力FRP片材加固混凝土梁抗弯承载力计算

基于已有的试验结果,根据不同情况下的破坏型态,推导了外贴预应力FRP片材的RC梁截面受弯承载力公式,其计算结果与试验值吻合较好.在此基础上,就外贴预应力FRP片材抗弯加固设计方法进行了初步的探讨.     

体外预应力加固钢筋混凝土连续梁受力性能与计算分析

通过4根钢筋混凝土连续梁体外预应力加固试验,对预应力加固连续梁的裂缝、挠度、承载力等受力性能进行研究,提出预应力加固连续梁极限承载力的影响因素,并对预应力加固连续梁的计算进行了分析。试验证明：预应力加固钢筋混凝土连续梁能使其刚度和抗裂性能有较大的提高,并能有效地提高加固梁的受弯承载力;加固梁混凝土强度等级、预应力筋的线形、施加预应力大小和二次效应的作用对预应力加固连续梁极限抗弯承载力都有较大的影响,预应力加固设计时必须综合考虑。     

Experimental Study on Flexural Behavior of Post-Tensioning Bonded Partially Prestressed Ultra-High Strength Concrete Beams

This paper presents the results of four partially prestressed ultra-high strength concrete beams in flexure. The test results are used to evaluate the effects of prestressing tendon depth and area on flexure behavior of specimen beams. The test results indicate that: the cracking load,yielding load,peak load and stiffness postcracking of specimen beams are enhanced by reducing prestressing tendon depth or increasing prestressing tendon area, and the flexural ductility is improved by increasing prestressing tendon depth or reducing prestressing tendon area. The effect of complex reinforcement index considering the strength of the equivalence principle and the reinforcement position on loading levels under serviceability limit state,flexural strength and displacement ductility factor are studied. The influence coefficient of prestressing tendon kpis introduced in the complex reinforcement index. As the complex reinforcement index increases, the loading levels under serviceability limit state and flexural strength increases linearly,and the displacement ductility factor decreases linearly. The test results also verify the conventional beam flexural theory based on the plane cross-section assumption for predicting ultimate flexural strength of partially prestressed ultra-high strength concrete beams is valid. After the introduction of the coefficient kp,the calculation method of cracks in code for design of concrete structure in china are appropriated for the specimen beams.     

碱环境下玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁的受力性能

为了研究碱环境对玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁受力性能的影响,对经历碱溶液侵蚀作用后的玻璃纤维布和玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁试件分别开展单调静力试验。研究表明:碱环境下玻璃纤维布的受力性能退化明显,但浸渍树脂的存在可显著改善其耐久性能;在p H值为12.8的碱溶液中浸泡60 d后,玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁的承载能力和变形性能无明显退化;GFRP加固钢筋混凝土梁的受力性能与玻璃纤维布和混凝土梁界面处的粘结性能密切相关。