二次受力下预应力碳纤维布加固混凝土梁抗弯性能研究及数值分析

为了研究二次受力下的预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究及数值分析,对1根普通梁、1根直接粘贴预应力碳纤维布加固梁以及1根二次受力条件下的预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究,运用ANSYS有限元分析软件分别对以上情况进行模拟分析,并与试验结果相比较.通过对比来验证试验结果的可靠性,同时也为以后运用ANSYS有限元软件分析预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁提供参考.     

预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁的试验研究

为揭示预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁结构的受力机理和加固效果,对预应力碳纤维加固的混凝土梁进行了试验研究,提出了简易的预应力施加方法.研究了不同初始张拉值情况下加固梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载的变化,以及承载过程中加固梁体裂缝的发展情况和破坏形式,论证了预应力碳纤维加固法优势和可行性.结果表明：预应力碳纤维加固法,对增加钢筋混凝土梁的抗弯刚度、改善加固结构的抗弯性能和构件的延性方面的影响较大,为预应力碳纤维加固混凝土梁领域提供了依据.     

预应力碳纤维布加固混凝土梁的试验研究

采用自行研制的碳纤维布预应力张拉机具,对10根混凝土梁受力性能进行了试验研究。对比分析了未加固、非预应力碳纤维布加固、预应力碳纤维布加固、施加不同的预应力水平、不同的附加锚固方式梁的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等受力性能。试验结果表明:粘贴预应力碳纤维布加固可使梁的承载能力有一定程度提高,可大大提高梁的开裂荷载、抗弯刚度,减小梁的挠度和裂缝宽度,能充分发挥碳纤维布高强度特性;在相同预应力水平下,合适的附加锚固方式,可有效防止碳纤维的剥离破坏,进一步提高梁的承载力;所研制的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。     

碳纤维加固T梁抗弯承载力的非线性分析

利用碳纤维加固钢筋混凝土构件以提高承载能力及延长寿命是目前比较流行的方法。对粘贴碳纤维抗弯加固的钢筋混凝土梁碳纤维的面积进行计算。采用有限元软件ANSYS对FRP布加固混凝土梁结构进行建模、计算、分析,并与试验结果进行比较。分析结果表明有限元非线性分析方法可以较好地预测碳纤维布加固混凝土梁的抗弯受力性能。     

碳纤维布加固的钢筋砼吊车梁的抗弯疲劳性能

为研究碳纤维布(CFRP)对加固后钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能的影响,进行了三根CFRP加固梁及一根对比梁的抗弯疲劳试验。研究了碳纤维布加固方式、构件使用荷载等参数对碳纤维布加固钢筋混凝土吊车梁抗弯疲劳性能的影响。试验研究表明:采用碳纤维布加固后,构件裂缝的宽度减小了50.2%~66%,发展速度也得到控制,钢筋应力减小24.1%~28.2%,构件的刚度提高14.9%~16.1%。依据试验结果,从现有规范中关于构件刚度计算以及寿命分析的方法出发,进行了CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳刚度、寿命的计算分析,理论分析结果表明,用这种方法计算得到的结果可以满足工程上对精度的要求。最后以试验结果为基础,对CFRP加固梁的疲劳设计提出了合理化建议。     

碳纤维布预应力施加设备研究与应用

为了使碳纤维布的高强性能得以充分发挥,使其更加高效地应用于加固领域中,通过与现有碳纤维布预应力施加方式和张拉设备进行对比,提出了一套新型的适用于试验室用的碳纤维布预应力施加设备,并利用该设备进行了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究.结果表明,预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁比普通碳纤维布加固的钢筋混凝土梁在承载力等方面均有显著提高,该设备加固效果较好,可进一步深入研究并应用于实际工程中.     

碳纤维布加固受损钢筋混凝土梁锚固方式的试验研究

钢筋混凝土梁在加固时可能存在不同程度损伤,为了研究碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,试验采用9根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余8根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2~0.3 mm后卸载采用碳纤维布进行加固锚固的抗弯试验。试验结果表明,在加固层数相同时不同位置的U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程度的影响。1层碳纤维布加固时,U形箍在端部的锚固措施比在其他位置的锚固措施的抗弯承载力大;2层碳纤维布加固时,U形箍在端部和加载点两侧都采用锚固措施比在其他位置锚固措施的抗弯承载力大,试验结论能够为损伤结构的补强提供一些参考。     

碳纤维布加固的钢筋混凝土梁挠度的数值模拟分析

通过对4根碳纤维布加固的钢筋混凝土梁（包括1根对比梁）进行正截面抗弯性能试验,利用ANSYS有限元分析软件对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性问题进行仿真模拟,分析的结果与试验结果基本相符,验证了现行规范所提供的计算理论和构造措施的合理性,说明碳纤维加固技术值得广泛应用．     

预应力CFRP布及预紧螺栓加固RC梁试验研究

为提高碳纤维布加固RC结构的效果及其可靠性,提出了预应力碳纤维布与预紧螺栓联合加固技术。结合在役RC梁的损伤特点及目前的RC梁加固方法,分别采用不同的碳纤维布加固技术对完整梁和破坏梁的抗弯性能进行了对比试验研究。针对目前碳纤维布张拉设备的缺陷,研发了便于现场应用的新型碳纤维布布张拉设备,分析了预应力大小对加固效果的影响。结果表明,预应力碳纤维布及预紧螺栓联合加固技术是一种更可靠的桥梁加固方法,不仅能够提高RC梁正截面的抗弯承载能力及正常使用阶段的截面刚度,而且螺栓预紧锚固碳纤维布能够很好地抑制其在混凝土表面的剥离,提高碳纤维布与混凝土表面之间粘结强度,对碳纤维布施加预应力能够充分发挥其高强性能,有效抑制混凝土裂缝开裂和开展。     

碳纤维布加固混凝土叠合梁正截面承载力有限元分析

对碳纤维布加固叠合梁抗弯承载力进行有限元分析,给出了相同荷载作用下普通钢筋混凝土梁、碳纤维布加固钢筋混凝土梁、钢筋混凝土叠合梁以及碳纤维布加固混凝土叠合梁相应的数值解,并对数值结果进行分析.计算结果表明,碳纤维布加固混凝土叠合梁不仅能提高梁的强度,而且还增大梁的刚度,对于适筋破坏梁起到较好的加固效果.     

预应力碳纤维加固混凝土梁的模拟计算

采用ANSYS软件建立了预应力碳纤维加固混凝土结构的非线性有限元模型,并对预应力碳纤维加固的钢筋混凝土梁进行数值计算．介绍该种结构的详细建模过程与预应力的施加方法,提出了控制非线性计算控制收敛的措施,并且数值计算结果与试验结果吻合,表明利用所建立的模型能准确地模拟出实际工程中预应力碳纤维布加固混凝土梁的力学状态,并可对该种结构进行预测,为以后的数值研究工作奠定了基础．     

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板加固混凝土梁的抗裂性能

预应力碳纤维（CFRP）板加固混凝土梁可以有效地提高梁的抗裂度并减小梁的裂缝宽度,但我国现行规范以及ACI 440.4R-02规范中都没有相关的预应力CFRP板加固混凝土梁的设计条款。通过理论分析,得出了预应力CFRP板加固混凝土梁的抗裂度计算公式;考虑了CFRP板与普通预应力钢筋形状、粘结面等的差异,对我国《混凝土结构设计规范》中有关受弯构件最大裂缝宽度的计算公式进行了修正。基于提出的公式,对预应力CFRP板加固混凝土梁的单调静载试验结果进行计算对比,结果显示吻合良好。     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

预应力聚乙烯布加固RC梁抗弯性能试验研究

聚乙烯纤维增强聚合物是一种具有优良延性的新型FRP(Fiber Reinforced Plastic)复合材料.试验研究了预应力聚乙烯纤维布加固混凝土梁的抗弯性能,并与芳纶纤维布和非预应力聚乙烯纤维布加固混凝土梁的抗弯性能进行了对比.结果表明:与非加固标准梁、预应力芳纶纤维布加固梁相比,预应力聚乙烯纤维布加固梁的延性系数分别提高了4%和142%,即聚乙烯纤维布加固混凝土梁具有优良的延性.     

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...     

二次受力下预应力碳纤维布加固混凝土梁承载力计算

外贴预应力碳纤维布加固混凝土构件是一种简单且有效的加固方式.对预应力碳纤维布加固混凝土梁的全过程做了理论分析,根据应力—应变关系及变形协调原理,分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁各个阶段的承载力计算,并计算了在二次受力时的抗弯承载力,各阶段理论分析计算值与试验值基本吻合,可为实际工程的加固设计提供理论参考.     

预应力CFRP布三种粘贴方式对RC梁受弯性能的影响

为研究不同加固方式对梁受弯性能的效果,以节约加固成本,采用单元"生死"技术对预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行了有限元模拟,并与试验结果做了比较,结果表明计算值和试验值吻合较好.在此基础上,分别设计了三种不同粘贴方式的预应力碳纤维布钢筋混凝土梁.第一种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底全部粘贴;第二种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中粘贴;第三种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中部分粘贴.对三种不同粘贴方式下的预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行模拟计算,对比分析三种不同预应力CFRP布粘贴方式对钢筋混凝土梁受弯性能的影响.研究结果表明:同等条件下,采用第二种加固方案效果最佳.