CFRP与钢板复合加固混凝土梁斜截面试验研究

通过14根被加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力试验,研究了碳纤维布和钢板以及两者复合加固后混凝土梁的破坏特征、受力性能和破坏机理,并对不同加固方法、剪跨比、加固片材的名义"配箍率"及粘贴锚固方式下的斜截面加固效果进行了分析。试验结果表明,碳纤维布与钢板复合加固可以大大提高混凝土梁的抗剪承载力,并使得梁的整体刚度和变形能力也得到提高;相对于碳纤维布加固,复合加固增大了梁破坏时碳纤维布的利用率;梁的剪跨比越大,其复合加固后承载力提高越明显,延性越好;对于粘贴锚固方式,U型锚固比两侧面粘贴加固效果好,45°粘贴比90°粘贴加固效果好;提高碳纤维布以及钢板的名义"配箍率"可以提高被加固梁的抗剪承载力。研究成果可为实际工程应用提供参考。     

黏贴C/GFRP加固钢筋混凝土梁对比试验研究

对受拉侧平贴不同层数(1层、2层、3层)CFRP或GFRP的钢筋混凝土简支梁进行单点加载试验,对比了两种纤维布加固梁的开裂荷载、极限承载力、裂缝分布、破坏形态、跨中挠度和变形曲线,研究了这两种纤维材料对钢筋混凝土梁的加固效果.结果表明:黏贴CFRP加固与黏贴GFRP加固相比,前者开裂荷载和极限承载力均大于后者,因此,前者加固的构件具有更大的安全储备;两者加固梁的裂缝分布形态、最终破坏状况基本相同;黏贴层数相同时,后者强度比前者更易得到有效发挥,前者加固的梁刚度表现要优于后者,后者则延性表现更佳.     

持载下外贴纤维布加固RC梁抗弯性能研究基于物理的实时人体动画

为了考察持续荷载作用下外贴碳纤维布(CFRP)对梁的抗弯性能的影响,进行了16根外贴CFRP加固的钢筋混凝土(RC)梁和2根对比梁的抗弯试验.试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、持载点.并对构件的各特征点的荷载、承载力及各受力阶段的刚度进行了详细的分析.试验及分析结果表明,采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对承受以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用;纤维加固时梁所承受的荷载大小,即加固时梁内已存在的弯曲裂缝的宽度对梁的屈服荷载及极限承载力影响不是很大,但对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大.其试验及分析结果对相应规范的编制及工程应用具有较高的参考价值.     

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...     

CFRP加固钢筋混凝土T形梁抗剪性能试验研究

制作了5根钢筋混凝土T形梁,经过预裂模拟梁在受荷后的实际状况,采用粘贴碳纤维布(CFRP)方法对其进行加固,研究了U形箍宽度对加固效果的影响.分析了试验梁的斜裂缝宽度、位移、碳纤维布的应变和抗剪极限承载力.结果表明:CFRP有效约束了加固梁的裂缝开展,提高了梁的抗剪承载力;受粘贴效果和U形箍锚固效果的影响,抗剪承载力的提高并不与宽度的增加成比例.     

碳/芳纶/玻璃层间混杂纤维布加固腐蚀梁抗弯性能

为了研究用良好延性的混杂纤维增强聚合物(HFRP)加固腐蚀结构的可行性.研究了碳(CFRP)/芳纶(AFRP)/玻璃纤维(GFRP)层间混杂纤维布加固腐蚀梁的抗弯性能,结果表明:CFRP/AFRP/GFRP层间混杂纤维布加固腐蚀梁的开裂、屈服、峰值、极限荷载比未加固腐蚀梁分别提高了14%、35%、102%和109%,而位移延性系数降低了11%.在试验研究的基础上,给出了HFRP布加固腐蚀梁的承载力计算方法,理论计算值与试验值吻合良好.     

RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带性能研究

为研究RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带剪切破坏特征及加固带抗剪极限承载力,对2根对比RC伸臂梁和2根外包钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带的RC伸臂梁进行剪切破坏试验.分析对比梁和试验梁的剪切破坏形态、开裂荷载、极限荷载、裂缝、挠度、应变的变化规律.试验表明,此抗剪加固带能提高梁的抗裂性、刚度、延性、抗剪极限承载力,其中开裂荷载提高幅度分别为35.61%、37/61%,极限荷载提高幅度分别为39.56%、51.84%.依据试验结果,采用塑性分析法求出RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带极限承载力计算公式.计算承载力与试验承载力较吻合,为结构加固理论提供了一种分析方法.     

外贴CFRP内置格构式钢骨螺旋箍筋混凝土柱在地震荷载作用下有限元分析

提出一种高强的外贴CFRP内置格构式钢骨螺旋箍筋混凝土柱,以螺旋箍筋配箍率、纵筋强度、碳纤维层数和长细比为变量,研究此类柱在往复荷载作用下的力学性能,发现三层环向约束下的混凝土柱承载力提高,抵抗变形的能力提高.结果表明:螺旋箍筋约束效果高于普通箍筋约束,配箍率越高,延性系数越高,抗震性能越好;纵向受力钢筋选用高强钢筋,延性系数提高,变形能力增强;外贴CFRP布对提高极限承载力的效果明显,外贴一层提高17.6％,外贴两层提高18.8％;长细比对其影响较大,应避免长细比过大.     

内嵌碳纤维板条抗剪加固混凝土梁性能研究

通过9根表层嵌入碳纤维增强塑料板条抗剪加固的钢筋混凝土梁和4根对比梁的静载试验,分析了构件的破坏形态、斜截面纤维应变分布特征及加固后极限承载力的影响因素。研究结果表明：嵌入式加固与外贴加固相比,可以明显地提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力,并改变构件的变形性能。最后,在国内外研究资料的基础上,提出了加固后混凝土梁的受剪承载力计算公式,并对计算值与试验值进行了比较,结果吻合较好。     

钢筋外裹BFRP布混凝土梁力学性能试验

为了研究钢筋外裹BFRP布后混凝土梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力及刚度,开展了钢筋混凝土梁抗弯试验.试验结果表明:与普通钢筋混凝土梁相比,钢筋外裹BFRP布后,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度都有所提高.不同直径钢筋,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度等提高程度不同.通过钢筋外裹纤维布的方法,能够有效地提高构件的承载力和抵抗变形能力,改善构件的抗震性能.提高了构件的耐久性,延长了建筑物的使用寿命.     

复合材料加固混凝土梁斜截面承载力的研究

外粘贴纤维复合材料(FRP)加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力与加固方式、FRP材料、FRP-混凝土界面应力和混凝土梁的原始参数有关。针对汶川地震中大量的斜截面破坏问题,分析了不同的加固方式、加固材料、配箍率、剪跨比和混凝土强度等参数对加固效果的影响。结果表明:FRP综合加固后混凝土梁斜截面承载力和变形能力明显提高,混凝土裂缝扩展延缓,加固效果明显;其中剪跨比和混凝土强度对加固后梁的挠度影响较大,而配筋率对加固后梁的承载力和变形能力均有较大影响,但对承载力影响最明显。同时对外贴FRP加固后混凝土梁的斜截面承载力进行理论分析,通过与已有的理论计算公式相比较,理论计算结果与试验结果符合较好。     

纤维加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

为了对钢筋混凝土梁进行抗剪加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土梁剪压区进行加固,并进行了对比试验,试验梁两端简支,在梁跨方向三分点处进行两点加载试验,量测试验梁的应变和变形,观测了裂缝形态和发展趋势。结果表明,采用纤维对钢筋混凝土梁进行剪切加固后,其抗剪强度明显提高,但对梁的刚度和变形影响较小。     

Experimental Study of RC Beams Strengthened with CFRP Sheets Under Sustaining Loads

Seven reinforced concrete （ RC ） beams strengthened in flexure using carbon fiber reinforced polymer （CFRP） sheets subjected to different sustaining loads were tested. The effects of initial load and load history on the ultimate strength of strengthened RC beams were examined by externally bonded CFRP sheets. The main experimental parameters included different levels of sustaining load at the time of strengthening, and load history. Experimental results show that sustaining load levels at the time of strengthening have important influences on the ultimate strength of strengthened RC beams. If the initial load is the same, the ultimate strength of RC beams strengthened with CFRP sheets is almost the same regardless of load history at the time of strengthening.     

无粘结预应力U形CFRP加固混凝土梁抗剪试验

针对外贴纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁极易发生纤维剥离破坏、纤维利用率低且被动受力等问题,开发了一套U形纤维带预应力系统,包括侧面端部自锁锚固装置、角钢和底部连接及张拉装置.为验证该系统的可行性及探讨碳纤维带预应力大小对抗剪加固效果的影响,完成了5个较大截面矩形梁段试件的单点加载抗剪试验,其中1个未加固,4个采用无粘结预应力U形碳纤维带进行抗剪加固.试验结果表明:该系统能给U形纤维带提供可靠预应力,并把常见的纤维剥离破坏转变为拉断破坏,大大提高纤维利用率;施加预应力的纤维带对梁裂缝的产生与发展及开裂后梁刚度的退化均有明显的抑制作用;预应力大小对主斜裂缝倾角及直接参与抗剪的纤维带数量影响较大,但对这些纤维带的有效应变影响不大;并非预应力越大,抗剪加固效果越好,本试验中,仅将纤维带预应变张拉至0.001就能最大幅度提高梁的抗剪承载力.基于试验结果分析,从考虑竖向平均预应力对主斜裂缝倾角的影响入手,提出了无粘结预应力U形碳纤维带加固混凝土梁抗剪承载力公式,其计算值与试验值符合良好.     

碳纤维布加固钢筋砼构件轴心抗拉数值分析

结合在役钢筋混凝土受拉构件承载力不足的特点，采用大型通用有限元软件建立了碳纤维布增强钢筋混凝土轴心受拉构件计算模型，对碳纤维布加固后碳纤维布层数、配筋率等对构件开裂荷载、极限荷载的影响进行了分析，并通过6根构件进行试验对比。结果表明，粘贴碳纤维布可以有效地提高钢筋混凝土轴拉构件极限承载力，而其对开裂荷载影响较小。计算结果与试验数据有较好一致性，可供实际工程设计参考。研究成果对钢筋混凝土轴心受拉加固具有理论指导意义和工程应用价值。     

CFRP加固损伤钢筋混凝土梁的性能试验

为研究碳维纤复合材料（CFRP）加固初始损伤钢筋混凝土梁的性能,进行了17片试验粱的加载试验。结果表明：腐蚀损伤、预加载损伤对CFRP加固试验梁的性能影响不大;同时黏贴纵、横向CFRP加固对试验梁的极限承载力提高效果显著;CFRP的加固作用主要体现在梁开裂以后的工作阶段;有腐蚀和预加载损伤的CFRP加固试验梁的荷载一挠度曲线接近双直线的折线形状;梁的承载试验结果略高于按照中国《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146：2003）中抗剪承载力公式计算的结果;出于安全考虑。CFRP加固损伤钢筋混凝土梁抗剪承载力公式可参照该规程,并引入合适的折减系数。     

纤维加固钢筋混凝土柱抗压性能试验研究

为了对8根钢筋混凝土短柱进行抗压加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土柱进行抗压加固,采用碳纤维以条带螺旋缠绕方式对2根柱进行加固,采用玻璃纤维分别以4层和2层全包裹方式加固了4根柱,其余2根柱为对比试件.采用分级单调加载方式对所有柱进行轴心受压试验,在加载过程中,量测了试验柱的应变、变形和极限承载力.结果表明,采用纤维对钢筋混凝土柱进行加固后,其抗压强度明显提高,延性明显加大,且抗压刚度也有一定提高.     

预应力FRP增强RC梁界面剪应力分析

粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率.从理论分析着手,推导了预应力FRP片材增强RC梁界面层的剪应力的计算公式,分析了预应力作用下FRP片材和混凝土之间的界面层剪应力分布,并通过有限元对碳纤维薄板(CFL)增强RC梁作了数值实验验证.探讨了初始预应力施加量,FRP片材的厚度以及界面层厚度对界面剪应力的影响.