持载与干湿循环作用下CFRP加固高强混凝土梁耐久性研究

通过四点弯曲试验,研究并分析了在干湿循环和持续荷载共同作用下CFRP加固高强混凝土梁的耐久性。干湿循环介质采用3.5%的Na Cl溶液,循环次数设置0次、40次、80次和120次,持载等级为未加固钢筋混凝土梁极限荷载的0%,30%和60%。试验结果表明:干湿循环和持载作用后,加固梁的性能发生劣化,破坏方式逐渐由混凝土表层破坏向胶层与混凝土之间的粘结破坏发展;加固梁的极限荷载、跨中极限挠度、CFRP极限应变整体呈下降趋势,后期刚度显著降低,且随着持载等级提高,退化程度进一步加剧。     

盐溶液干湿交替作用下FRP加固梁长期挠度研究

通过5根试件研究盐溶液干湿交替作用下纤维增强聚合物（FRP）加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,持载水平为未加固梁极限荷载的30%或60%,FRP种类考虑CFRP和GFRP,盐溶液干湿交替天数为360 d,分析不同持载水平、FRP种类对加固梁长期挠度、裂缝宽度等影响规律。试验结果表明：加固梁前期挠度增长较快,后期趋于稳定;其长期挠度随荷载水平的增加而增大;CFRP加固梁长期挠度小于GFRP加固梁;持载水平为60%极限荷载的CFRP加固梁裂缝宽度总体小于GFRP加固梁;基于试验结果,考虑盐溶液干湿交替作用对FRP材料性能的影响,给出了FRP加固混凝土梁长期挠度计算方法,其计算值与试验值吻合较好。     

CFRP布加固箱型混凝土梁受弯试验研究

针对箱型钢筋混凝土梁进行了CFRP布加固试验研究,考察混凝土强度、配筋率、U形箍间距、加固量等因素对箱型梁在抗弯性能和力学行为等方面的影响。试验制作了8根试验梁,将加固后的箱型梁的承载力、延性和刚度的性能进行了对比分析,综合评价各因素的加固效果,并通过比较材料应变随荷载变化曲线分析CFRP布加固对钢筋受力影响。CFRP布加固箱型混凝土梁能够较好地改善其受弯性能,有效抑制裂缝的发展和延长裂缝发生时间,相比标准梁,CFRP布加固箱型混凝土梁裂缝数量明显增多。CFRP布加固后可以有效抑制裂缝的发展,能够充分发挥材料性能,明显提高梁的刚度,有效提高梁的极限荷载。混凝土开裂前,加固梁钢筋和加固材料应变相差不大,共同受力;钢筋屈服后,CFRP布应变增加的速度明显加快,说明CFRP布承担着大部分荷载,充分发挥了其抗拉强度高的优点。     

碳纤维布复合加固钢筋混凝土梁施工工艺及抗弯性能试验研究

对在汶川地震的震损建筑中拆下的强度等级约C13的钢筋混凝土梁,加载到相同损伤程度后,进行8种加固方法 22个钢筋混凝土梁单调加载试验,探讨梁的极限承载力、破坏模式、裂缝开展和应变变化等力学性能。结果表明:1)采用剔槽植入钢筋置换混凝土灌胶再粘贴碳纤维布(CFRP)的复合加固方案,加固梁的开裂荷载、极限承载力与直接粘贴CFRP布比有显著提高。2)剔槽植筋复合加固方案中的CFRP布上的应变值比简单粘贴CFRP布后应变值增大更多,新旧混凝土间协同工作性强,可以很好地发挥CFRP布高强作用。3)采用复合工艺加固的梁,如适当提高碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,有效地提高梁的开裂荷载和极限荷载。     

二次受力下碳纤维布加固剪弯段开单孔RC梁受力性能研究

考虑不同的初始荷载,对二次受力条件下未加固开单孔梁和碳纤维布(CFRP)加固开单孔梁的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,与未开孔RC梁相比,二次受力下各开孔梁的承载力随着初始荷载的增大有明显下降的趋势,当初始荷载分别为未开孔梁承载能力极限荷载的20%、40%、60%时,其承载能力极限荷载分别降低了14.8%、19.0%、23.7%,破坏时梁底部钢筋均未发生屈服,呈剪切破坏状态。而碳纤维布加固开孔梁的承载能力极限荷载与未开孔梁相比下降幅度不超过3%,破坏时底部钢筋屈服,与未开孔梁一样呈弯曲破坏形态,加固效果明显。     

CFRP布对先张法预应力Bulb-T梁抗弯性能影响研究

为研究碳纤维增强复合材料（CFRP）布对先张法预应力Bulb-T梁抗弯性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了三维实体模型,并进行了四点弯曲试验数值模拟,分析了在不同CFRP布加固方式下Bulb-T梁损伤过程及受力性能。结果表明：先张法预应力Bulb-T梁模拟值与试验结果误差较小,建立的模型可以较准确地模拟足尺预应力钢混梁的破坏形态、预拱度、荷载-位移曲线;CFRP加固能够显著提升梁体的抗弯刚度及开裂荷载,延缓开裂时间、抑制裂缝的扩展,其中,下翼缘板底部粘贴CFRP布可在失效前对跨中裂缝密集区起到有效控制,弯剪区包裹加固减小了梁体加载点及垫块之间“八”字形裂缝的展开;下翼缘板底部粘贴CFRP布对抗弯承载力的提升效果更加显著,且极限承载力和刚度随着加固层数的增加而增大。     

反拱法加固后RC梁的受力性能分析

通过数值模拟和模型试验分析了反拱法CFRP布加固RC梁和直接粘贴CFRP布加固RC梁的受力性能.结果表明,反拱法加固RC梁能有效地解决直接粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁中存在的二次受力问题,有效地提高RC梁的开裂荷载,小幅提高RC梁的承载能力；减小RC梁受力时的扰度变形及裂缝宽度和间距；可充分发挥碳纤维布材料高强抗拉的特性.     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁裂缝性能试验研究

通过外贴碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土梁受弯试验,研究了加固后钢筋混凝土梁在不同CFRP用量、不同CFRP-混凝土粘结宽度和不同预裂裂缝情况下的弯曲裂缝性能,测量了加固梁中纯弯段内钢筋和CFRP应变分布,分析得到了CFRP-混凝土局部粘结-滑移曲线特征。结果表明,外贴CFRP对加固梁的裂缝性能具有显著的改善效果,随CFRP用量和CFRP-混凝土粘结宽度的增加,裂缝间距和宽度均减小,随预裂荷载的增大,加固梁的裂缝间距和宽度增大。采用基于粘结-滑移理论的裂缝分析模型对试验梁的裂缝性能进行了分析,模型同时考虑了钢筋-混凝土界面粘结-滑移和CFRP-混凝土界面粘结-滑移对裂缝性能的影响,模拟裂缝宽度和试验裂缝宽度的对比表明,基于粘结-滑移理论的裂缝分析是合理的。     

碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算

通过11根不同跨高比碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固钢筋混凝土梁的受弯试验,研究了跨高比、纵筋配筋率和CFRP布层数对钢筋混凝土梁极限荷载的影响。结果表明：CFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯破坏主要有CFRP布拉断和受压区混凝土压碎两种模式;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著增加;随纵筋配筋率和CFRP布层数的增加,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著提高。结合文中和已有文献的试验结果,提出了反映跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯承载力计算方法,该方法既可用于CFRP布加固的钢筋混凝土短梁也可用于浅梁的受弯承载力计算。     

碳纤维加固材料加固受损混凝土梁受弯性能试验及设计方法研究

基于碳纤维加固材料(CFRP)布加固疲劳损伤后的钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁进行的竖向荷载作用下试验,研究了CFRP布加固疲劳损伤后的混凝土梁受弯性能和抗弯承载力。试验结果表明:预应力钢筋明显减小加固梁的跨中挠度及CFRP布应变值;混凝土梁的疲劳损伤降低了CFRP布加固钢筋混凝土梁的极限抗弯承载力,且混凝土梁加固前损伤程度越大,加固后极限抗弯承载力降低的幅度亦越大;采用GB50367—2013《混凝土结构加固设计规范》和GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中提出的抗弯承载力计算式(均未考虑梁加固前损伤程度),所得计算值均高于试验结果,表明加固前梁产生的疲劳损伤对加固后抗弯承载力的影响不可忽略。     

CFRP片材加固混凝土弯曲性能研究

采用单向碳纤维片材及改性环氧树脂对普通RC梁进行加固处理及弯曲性能试验。试验中通过调整CFRP片材的厚度来分析加固梁荷载与挠度、荷载与片材厚度的关系 ,并测得加固梁正截面应变分布规律 ,为理论分析提供参考依据。     

考虑箍筋与CFRP布相互作用的CFRP布加固RC梁受剪承载力细观研究

为揭示CFRP布加固RC梁剪切破坏机理，采用同时考虑混凝土材料细观非均质性、钢筋与混凝土相互作用、CFRP布与混凝土相互作用的数值模拟方法，建立CFRP布加固RC梁三维细观数值分析模型。分析了箍筋、CFRP布及其相互作用对梁剪切破坏的影响，建立了CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式。研究表明：梁受剪承载力随配箍率(0%、0.2%、0.5%、0.8%)和配纤率(0%、0.066 8%、0.133 6%、0.267 2%)增大均有不同程度提高，但提高幅度随配箍率和配纤率增加而减小；箍筋应变和CFRP布应变均与主斜裂缝位置紧密相关，越靠近主斜裂缝位置的应变越大，且峰值应变随配箍率和配纤率增加而减小，当配纤率由0.066 8%增至0.267 2%时，CFRP布应变降低了45.9%,当配箍率由0.2%增至0.8%时，CFRP布应变减小了30.6%;箍筋和CFRP布之间存在不利相互作用，其对梁的剪切贡献不能简单叠加；建立的考虑配箍率、配纤率及其相互作用影响的CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式计算值与试验值的误差小于20%,较为准确合理，可用于预测CFRP布加固RC梁的受剪承载...     

二次受力下预应力CFRP布加固RC梁受力分析

主要讨论了考虑二次受力情况下碳纤维布加固RC梁正截面受力分析,通过理论计算得出了有初始荷载存在情况下CFRP布加固RC梁的破坏荷载,通过对比三根梁,得出二次受力情况下预应力CFRP布加固RC梁受力性能有了很大的提高。     

CFRP布持载加固高强混凝土偏压柱受力性能

为了检验碳纤维增强复合材料(CFRP)布持载加固高强混凝土偏压柱的有效性,对8根CFRP布加固高强混凝土方柱进行了持载偏心受压试验,研究了持载加固后高强混凝土方柱在不同偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,并对外包CFRP布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载力进行了分析.结果表明:CFRP布持...     

预应力CFRP加固高强混凝土梁试验

通过四点弯曲试验进行了预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土梁与无筋混凝土梁受力过程、破坏形态、延性以及梁底CFRP应变的对比性研究,并对0,0.15f_cfk,0.30f_cfk（f_cfk为抗拉强度标准值）3种预应力等级下的加固梁受弯性能进行了研究。结果表明:试验梁破坏形态均为接近中部弯剪裂缝引起的界面破坏;当CFRP预应力由0提高至0.15f_cfk,0.30f_cfk时,混凝土加固梁与钢筋混凝土加固梁提升基本一致,无筋混凝土梁极限荷载分别提高了8%和28%,钢筋混凝土梁极限荷载分别提高了10%和25%;随着CFRP预应力等级提高,加固梁底部的剥离破坏逐渐由树脂胶层的破坏转变成胶层与混凝土界面的破坏,预应力CFRP加固钢筋混凝土梁比无筋混凝土梁裂缝数量明显增多,裂缝开展速度缓慢,裂缝均分布于加固梁两侧,无筋混凝土加固梁裂缝主要分布于一侧,且钢筋混凝土加固梁延性有明显提高;与CFRP预应力由0提升至0.15f_cfk相比,CFRP预应力等级由0.15f_cfk提升至0.30f_cfk时梁底CFRP跨中应变提升幅度较大,CFRP利用率有了明显提升。     

碳纤维复合材料布加固和体外预应力钢绞线加固对重载交通下桥梁结构的影响

以某高速公路改扩建工程中的预应力混凝土空心梁为原型,设计了6根试验梁进行研究。通过试验,比较分析了试验梁的挠度、钢筋应变、混凝土应变、加固材料应变以及混凝土梁裂缝开展情况,试验结果表明:碳纤维复合材料(CFRP)布加固法与体外预应力钢绞线加固法均可有效提高混凝土梁的承载力。CFRP布加固可有效限制混凝土裂缝的开展程度,提高混凝土有效截面面积;钢绞线加固可有效限制梁体弯曲变形,减小挠度。     

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。     

预应力碳纤维薄板加固RC梁的破坏性状及承载力研究

碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP),作为一种纤维增强复合材料,具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点。该试验通过对4组12根无加固梁、CFRP加固梁、预应力CFRP加固梁的三点弯、四点弯试验,研究CFRP加固RC梁的开裂性状、极限承载力及破坏规律,并探究三点弯试验与四点弯试验对CFRP加固梁试验结果的影响。试验结果表明:1)CFRP薄板加固可以明显抑制裂缝的发展,增大开裂荷载;预应力CFRP薄板加固可以进一步抑制裂缝而出现众多微小裂缝,提高极限承载力;2)加固梁通常在纵向钢筋屈服之后,跨中CFRP薄板被拉断而发生破坏。     

内嵌CFRP板条加固混凝土梁的抗弯性能试验研究

通过6根足尺混凝土梁的抗弯加固试验,对内嵌CFRP板条加固梁的破坏过程、受力性能、截面应变分布和挠度变形规律进行了研究。试验结果表明,内嵌CFRP板条加固梁跨中截面应变分布和挠度变形规律与外贴CFRP加固梁相似,但内嵌加固能有效避免板条的剥离破坏,其抗弯加固性能优于相应的外贴加固梁;预载加固将会降低内嵌板条的加固效果。基于混凝土结构加固理论,并考虑预加荷载的影响,对内嵌CFRP板条加固梁3种弯曲破坏形态(钢筋屈服前混凝土压碎、钢筋屈服后混凝土压碎和钢筋屈服后FRP拉断)下的抗弯承载力进行理论分析,并建立开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩的计算公式,其计算结果与作者及国内外已有的试验实测值吻合较好,可用于实际工程加固设计。     

碳纤维布加固二次受力下剪弯段开双孔RC梁受力性能

基于剪弯段开双孔RC梁受力的特点,考虑不同的初始荷载,对碳纤维布(CFRP)加固二次受力条件下剪弯段开双孔梁的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,未加固开孔梁的承载力随初始荷载的增大而降低,破坏时梁的底部钢筋没有发生屈服,呈剪压破坏状态;与未开孔RC梁相比,二次受力下各开孔梁的承载力随着初始荷载的增大有明显下降的趋势,当初始荷载分别为未开孔梁极限承载力设计值的20%,40%和60%时,其极限承载力分别降低了26.1%、30.9%和35.5%。初始荷载不超过未开孔梁极限承载力设计值的40%时,开孔梁碳纤维布加固后的极限承载力与未开孔梁相比下降幅度不超过8%,加固效果明显;初始荷载低于未开孔梁极限承载力设计值的60%时,开孔加固梁的底部钢筋屈服,与未开孔梁一样呈受弯破坏形态。