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。     

预应力碳纤维布受弯加固混凝土梁的试验研究

预应力碳纤维布具有轻便、高模量、耐久性好的特点,对预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了研究.将4根长度为1.8 m的钢筋混凝土梁在不同预应力水平下的加固性能进行了试验,并对试验结果进行了分析.结果表明,预应力碳纤维布加固构件对提高梁的抗弯承载力和改善截面刚度是有效的.     

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.     

预应力碳纤维加固混凝土梁技术问题探讨

用粘结滑移理论解释了碳纤维加固混凝土梁受弯裂缝引起的剥离破坏机理，提出对碳纤维布施加其设计极限拉应变的20％-30％N应力，并合理设置附加锚固可有效抑制剥离破坏的发生。通过试验及对国内试验数据分析，提出了预应力碳纤维加固混凝土梁碳纤维的允许极限拉应变的上限、施加的预应力水平、预应力损失的取值，为工程结构加固提供了一定的参考依据。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳试验

对带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳性能做了初步研究.通过4根混凝土梁的疲劳试验,对比了带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁的疲劳破坏形态、疲劳寿命、挠度和应变发展等力学性能,分析了芳纶纤维布的预应力水平对试件疲劳性能的影响.试验结果表明,预应力芳纶纤维布加固的试验梁与非预应力芳纶纤维布加固的基准梁相比,其疲劳寿命提高了33%~74%;加固梁的疲劳破坏源于受拉纵筋的疲劳破坏,纤维布的疲劳性能优于钢筋的疲劳性能.在试验研究基础上,建立了预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命计算公式.     

CFRP加固混凝土梁的冻融试验研究

FRP材料在土木工程加固中的应用越来越广泛,碳纤维(CFRP)虽然在加固工程中已得到广泛应用,但其长期的加固性能尚未得到证实.尤其在我国北方较寒冷地区,冻融破坏是造成潮湿环境中混凝土结构破坏的主要原因,因此研究冻融循环对碳纤维加固的混凝土构件的影响很有现实意义.本研究采用快速冻融试验的方法,分析冻融循环对混凝土梁及碳纤维加固梁的性能影响.试验研究显示碳纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求.     

预应力芳纶纤维布加固腐蚀混凝土梁疲劳性能

对带永久锚具的预应力芳纶纤维(AFRP)布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了试验与研究.通过疲劳试验,探讨了预应力水平和钢筋锈蚀程度(中度6%、重度12%)对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度和应变发展等疲劳特性的影响.试验结果表明:预应力AFRP布与非预应力AFRP布加固梁的疲劳破坏机制相同,都为钢筋的疲劳断裂;预应力AFRP布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力AFRP布加固梁,且AFRP布预应力水平越高,加固梁的疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁的疲劳性能的降低幅度比中度锈蚀梁更明显;钢筋锈蚀率的增加会导致钢筋的等效疲劳切口系数增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命的显著降低.     

预应力碳纤维加固混凝土梁技术问题探讨

用粘结滑移理论解释了碳纤维加固混凝土梁受弯裂缝引起的剥离破坏机理,提出对碳纤维布施加其设计极限拉应变的20%-30%预应力,并合理设置附加锚固可有效抑制剥离破坏的发生。通过试验及对国内试验数据分析,提出了预应力碳纤维加固混凝土梁碳纤维的允许极限拉应变的上限、施加的预应力水平、预应力损失的取值,为工程结构加固提供了一定的参考依据。     

预应力碳纤维加固RC梁挠度和裂缝计算

提出预应力碳纤维布加固混凝土梁在不同阶段截面刚度及跨中挠度计算方法;利用传统钢筋混凝土理论推导平均裂缝间距及裂缝宽度计算公式。将理论计算结果与试验数据进行比较分析,结果表明,采用文中提出的简化公式计算的结果与试验结果吻合良好。     

预应力CFRP加固混凝土梁抗弯承载力分析

碳纤维增强复合材料（CFRP）具有高强、质轻、工艺优和耐腐蚀等优点,在混凝土结构加固领域的应用日趋广泛。本文对预应力碳纤维布加固混凝土梁的受弯承载力进行了初步分析,提出了碳纤维布预应力加固后构件抗弯承载力的计算公式。分析与试验结果表明,与非预应力结构相比,预应力CFRP加固混凝土结构可有效利用碳纤维材料高强度的特性,构件的抗弯承载力和刚度得到进一步提高。     

钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算方法

根据试验结果 ,分析了钢纤维含量特征值和钢纤维类型等因素对钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂的影响规律 ,研究了钢纤维对混凝土抗拉强度的增强效应与钢纤维对梁正截面抗裂度的增强效应之间的一致性关系 .提出了钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算的方法     

混合钢纤维混凝土深梁抗剪承载力分析

为探究混合钢纤维混凝土(HSFRC)深梁的受剪机理,综合考虑混凝土、钢纤维、分布网筋及纵筋对HSFRC深梁抗剪承载力的贡献,将钢纤维并入到深梁的抗拉体系中,建立了基于软化拉压杆模型的抗剪承载力计算方法。然后对4根HSFRC深梁试件进行抗剪性能试验,验证计算方法的合理性,并分析混合钢纤维体积掺量和分布钢筋配筋率对试件抗剪性能的影响。结果表明：计算方法的建立过程合理,可以较准确地预测试件的抗剪承载力;钢纤维掺量的增加会延缓HSFRC应变的发展并提高其最大应变值;分布钢筋对HSFRC应变的影响较小,但其掺量的增加会延缓钢筋应变的发展;钢纤维掺量的增加会提高试件的承载能力、变形能力和初始刚度;分布钢筋配筋率的增加可以提高试件的承载能力并延缓其刚度退化,但试件的变形能力呈现先增大后降低的趋势。     

碳纤维布加固钢筋砼梁二次受力受弯能力分析

从理论上分析了碳纤维加固混凝土梁的二次受力,计算了各种因素对于二次受力的影响。根据规程给出的二次受力公式,通过加固前后的比较得到了,对于碳纤维加固梁,钢筋的腐蚀及配筋率对于承载力的影响比较明显,会降低承载力,所以加固时必须考虑钢筋梁的腐蚀情况。     

基于薄膜效应的钢筋混凝土楼板承载能力分析

薄膜效应有助于提高钢筋混凝土楼板的开裂荷载和极限承载力,但是目前还没有完善的理论能够精准的计算出薄膜效应的大小。本文采用大型通用有限元软件ANSYS建立多组模型,通过对比分析发现薄膜效应对板开裂荷载和极限承载力均有一定提高作用,开裂荷载最大增幅系数可达1.27,极限承载力的最大增幅系数可达1.69。     

反向加载条件下碳纤维加固混凝土梁的分析

通过对4根存在较大宽度裂缝的混凝土梁在反向加载条件下的碳纤维（CFRP）加固试验,研究了反向加载条件下碳纤维加固梁在各个不同加载阶段的力学性能及应变规律,研究结果表明：在同样的碳纤维的用量下,反向加载条件下碳纤维加固后的混凝土梁的钢筋的屈服将比不采用该方法加固的梁来得更晚,加固梁的弹性工作阶段得以延长,提高了碳纤维的利用率,对于提高混凝土梁的主要力学指标具有显著效果.     

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%.     

碳纤维机敏混凝土材料的研究与进展

碳纤维混凝土是在普通混凝土中均匀地加入短切碳纤维而构成的纤维增强水泥基复合材料，与普通混凝土相比，它不仅抗拉强度高、极限抗拉应变大，而且还具有温度和压力的自感知及电磁屏蔽等特性，是土木工程界新型的功能材料，在大型土木工程结构和基础设施的健康监测以及电子设备的电磁屏蔽等领域具有广泛的应用前景。     

碳纤维加固混凝土柱粘贴方法的试验研究

对12根混凝土短柱采用不同粘贴方法和搭接长度进行试验研究.结果表明粘贴方法不同对加固效果有影响,用碳纤维布加固混凝土柱可以提高构件的承载能力、增加柱的抗变形性能和改善延性.证明了搭接长度的安全值,并提出了其建议值,为碳纤维材料在加固技术中的应用提供了经验积累.     

配筋梯度混凝土梁极限承载力分析

采用高强高性能混凝土替换普通混凝土压区形成了配筋梯度混凝土受弯结构构件,该类新型结构构件可达到使相对受压区高度易于满足截面容许受压区高度的目的.结合拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土梁试验,获得了极限压应变、极限变形以及纯弯段箍筋应变等,着重分析了承载能力极限状态下平截面假定的适用性以及两类混凝土的整体工作性能.提出了配筋梯度混凝土受弯结构构件正截面承载力计算方法,探索了该类梁塑性铰转动能力与曲率延性.为配筋梯度混凝土受弯结构构件承载能力极限状态计算提供了理论支持与试验依据.     

两跨预应力混凝土连续梁抗火性能试验与分析

为研究预应力混凝土连续梁的抗火性能,进行了9根两跨有粘结预应力混凝土连续梁抗火试验.通过布置于试验梁内的热电偶,获得了试验梁截面的温度场分布.布置于试验梁上的位移传感器测试结果表明,火灾下连续梁变形增长速度在受火过程中增长速度大体上是一致的.各试验梁边支座反力实测结果表明,受火10 min以内,试验梁边支座反力快速减小,受火10~40 min,边支座反力变化平缓,受火40 min以后,边支座反力又快速恢复.试验梁在受火过程中试验梁背火面经历了水分溢出、水蒸气形成和发展、溢出水干涸及水蒸气消失的过程.基于试验结果,拟合出了考虑各关键参数影响的火灾下两跨连续梁边支座反力与梁跨中变形的计算公式.