外粘贴CFRP加固混凝土结构在海洋环境下的耐久性试验研究

外粘贴CFRP加固混凝土结构的耐久性取决于CFRP材料、CFRP-混凝土粘结界面的耐久性以及外界环境。本文主要针对海洋环境下CFRP材料、混凝土、CFRP-混凝土粘结界面以及加固后混凝土结构的耐久性进行了试验研究。代表性结构为条带包裹CFRP和全裹CFRP的两种混凝土柱。研究表明,海洋环境对材料、粘结界面和加固后柱的性能均有影响,使其相应的力学性能指标值降低。环境作用后,加固柱的承载力降低幅度较大,但并非材料、粘结界面等劣化程度的叠加。而且柱的延性和刚度降低幅度很小,破坏形式主要是CFRP被崩断。两种包裹方式均可大幅度提高混凝土柱的承载力和延性,但提高幅度与CFRP用量不成比例。条带包裹CFRP的柱比全裹CFRP的柱受环境影响的劣化程度大。     

腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展

混凝土桩基的耐久性决定着建筑物的使用年限和寿命,混凝土桩基处的环境同样会影响着混凝土桩基的耐久性,因此,需要通过对不同环境中的混凝土材质进行研究,以增强混凝土桩基的耐久性。国内外学者对腐蚀环境中混凝土桩基耐久性的研究非常多,文章归纳总结了近几年关于混凝土桩基各方面的研究现状,指出了目前存在的一些问题,并分析探讨了混凝土桩基腐蚀的机理,最后提出了腐蚀环境下混凝土桩基设计方面的相关建议和措施。     

海洋环境中混凝土桥梁的腐蚀劣化与防护

针对海洋环境中混凝土桥梁出现的腐蚀和耐久性不足现象介绍了海洋环境中混凝土结构的劣化机理,包括硫酸盐和镁盐对混凝土的腐蚀以及氯离子诱发的钢筋锈蚀。为提高海洋环境中混凝土桥梁的抗腐蚀性能,延长结构寿命,从设计、混凝土表层防护和电化学防护角度简述了加强防护的措施。     

CFRP加固圆形钢管抗压承载力研究

以碳纤维增强复合材料(CFRP)加固长圆形钢管轴心受压试验结果为基础,分析了CFRP在加载过程中的力学行为并提出了CFRP的破坏与加固机理。考虑初偏心、材料和几何非线性的影响,建立了一个预测承载力、轴向和横向位移的纤维模型,分析了CFRP的有效抗压弹性模量与CFRP层数的变化关系。将有效抗压弹性模量应用于有限元模型中进行加载试验模拟,验证简化纤维模型的合理性。结果表明:在达到极限承载力之前,圆形钢管轴心受压构件中部全截面均表现为压应变,验证了提出的加固机理; 随着CFRP层数的增加,CFRP的有效抗压弹性模量按自然对数增长; 有效抗压弹性模量的引入较好地模拟了CFRP加固钢管的受压机理,并且纤维模型计算结果与有限元模型计算结果吻合良好; 随着加载偏心距增大,CFRP对长轴压构件承载力的贡献率逐渐降低,因此对于此类加固构件的使用应该尽量减小加载偏心距,以充分利用CFRP的抗压强度。     

CFRP加固受损钢管混凝土轴压柱试验研究

采用4个受损轴压钢管混凝土柱试件和4个用碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)加固的受损轴压钢管混凝土试件进行对比试验研究,分析两者的受力机理,评价CFRP加固受损轴压钢管混凝土承载力提高效果.结果表明:由于CFRP的环向约束,受损钢管混凝土的钢管和核心混凝土的径向变形受到了限制,受损钢管混凝土轴压承载力有不同程度提高,且其提高效果随着长细比的增加而变小;提出了加固前后受损钢管混凝土承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好.     

纤维缠绕CFRP圆管力学性能的试验研究

采用纤维缠绕成型工艺,设计两种尺寸的CFRP圆管,铺层方式均为[(90°/0°)2]S,对CFRP圆管进行压缩和拉伸试验,着重研究CFRP圆管在这两种受力状态下直至破坏的应力-应变关系,极限强度以及材料宏观破坏模式。试验结果表明:铺层方式为[(90°/0°)2]S的CFRP圆管抗拉极限强度和应变远大于其抗压极限强度和应变,但这两种状态下CFRP圆管的弹性模量大致相当,且破坏模式均为脆性破坏。     

BFRP和GFRP筋剪切性能的温度效应EI北大核心CSCD

对温度作用后的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行了短梁剪切试验,研究了高温后筋材的剪切性能,并提出了温度作用后BFRP、GFRP筋剪切强度的预测计算模型.结果表明:BFRP、GFRP筋的剪切强度均随着温度的升高而逐渐降低;直径为12 mm的BFRP、GFRP筋的剪切强度退化速率比直径为16 mm的更快;270℃高温下,筋材的剪切强度保留率均随着恒温时间的延长呈下降趋势,但BFRP筋的退化速率明显低于GFRP筋;BFRP、GFRP筋剪切强度的退化都主要源于纤维与树脂基体交联度的降低及基体的热降解;与GFRP筋相比,BFRP筋具有更优的耐高温性能.     

CFRP加固二次受力混凝土梁的试验研究与有限元分析

采用有限元方法对CFRP加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了分析,并与试验结果进行了比较.结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能.试验研究与有限元理论分析比较,结果比较吻合,表明本文提出的数值模拟研究的理论及方法是可行的,可以用于工程设计计算和作为模型试验的参考.     

干湿循环效应下黄土抗拉强度试验研究EI北大核心CSCD

采用单轴拉伸法对原状和重塑黄土干湿循环下的抗拉强度进行试验研究,通过试验数据探讨原状和重塑黄土的抗拉强度与含水率和干湿循环次数的关系,分析干湿循环下黄土的抗拉强度衰减机制。试验结果表明:原状和重塑黄土的抗拉强度随含水率的减小呈非线性的增大,为负指数函数关系;同一含水率下的原状和重塑黄土的抗拉强度随干湿循环次数的增加而减小,最后基本趋于稳定。多次的干湿循环后原状黄土的抗拉强度衰减值与重塑黄土的抗拉强度衰减值和黄土抗拉结构强度之和基本相等,证明多次的干湿循环作用打破了原状黄土的原有结构,使得其抗拉结构强度消失;间接说明经过多次干湿循环后原状和重塑黄土的吸附强度衰减值相同,并使得原状和重塑黄土具有基本相同的结构。     

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根对比混凝土梁的抗弯试验。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     

海工钢筋混凝土结构的防护

海工钢筋混凝土必须采取适当的防护措施,以避免结构产生腐蚀.本文结合国内外现有研究成果,对海洋环境中钢筋混凝土结构的防护技术进行了论述.     

海洋环境下碳纤维增强复合材料片材的耐久性

模拟研究了海洋环境(盐水浸渍、盐溶液干湿循环、冻融循环单独或耦合作用)下碳纤维增强复合材料(CFRP)片材的耐久性.结果表明:在海洋环境中快速老化后,CFRP片材的应力-应变关系仍呈典型的线性关系;CFRP片材抗拉强度下降幅度最大,延伸率次之,弹性模量最小;多因素耦合作用对CFRP片材抗拉强度和弹性模量的影响远远大于单一因素作用.     

钢管混凝土高桩承台塔式起重机基础施工技术

以实际工程为例,介绍了钢管混凝土高桩承台塔式起重机基础的施工技术。从混凝土灌注桩的施工,钢管柱的制作,承台配筋,混凝土浇筑,钢管柱间的支撑布置等方面对施工工艺进行了阐述。工程实践表明,该塔式起重机基础刚度大,施工稳定性好,在整个塔式起重机使用过程中,未发生显著沉降。     

海工混凝土钢筋锈蚀速率预测模型研究

采用钢筋腐蚀电流密度值来定性表征混凝土中钢筋的锈蚀速率,研究了水灰比、保护层厚度、钢筋周围氯离子浓度和矿物掺和料用量对海工混凝土中钢筋腐蚀电流密度的影响,并对普通条件下的钢筋腐蚀电流密度预测模型进行了修正,建立了海工混凝土钢筋腐蚀电流密度的预测模型.经验证发现,该预测模型有较好的预测效果,与实测值偏差均在±15%以内.     

CFRP提高钢筋混凝土梁抗弯刚度的分析与近似计算

在对国内相关试验资料综合研究的基础上，分析了粘贴纤维布对提高加固钢筋混凝土梁短期刚度的作用，提出了实用的刚度计算方法。该方法计算值与试验值吻合较好，可供加固设计时参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁受弯性能研究

通过5根连续梁的试验研究了碳纤维加固T形截面钢筋混凝土连续梁的受弯性能。研究结果表明, 在初始荷载小于极限承载力20%的情况下,可以忽略二次受力的影响。增加碳纤维粘贴层数对连续梁屈服荷 载影响较小,但极限承载力有一定提高。增加支座配筋率能有效提高支座及跨中的屈服荷载,但极限荷载并 无提高。采用改进后的“虚梁法”公式对屈服荷载和极限荷载进行分析,计算结果与试验荷载吻合较好。     

碳纤维增强塑料布与混凝土基层粘结行为研究

通过自行设计的试验方法,研究了30组粘贴有碳纤维增强塑料布(CFRP布)的混凝土试件粘结界面的破坏形态、粘结应力和碳纤维增强塑料布应变分布特性以及粘结破坏的发展过程.结果表明,粘结应力由碳纤维增强塑料布的加载端向自由端逐渐传递,破坏瞬时发生,破坏形式以剥离破坏为主;存在一个有效粘结长度,约为100 mm.研究结果说明自行设计的粘结试验方法有一定可行性,可为测定CFRP布-混凝土界面粘结强度指标提供新的思路.     

锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能

通过对剪切型、铣削型、切断型3种钢纤维和钢纤维混凝土的快速锈蚀试验,研究了锈蚀前后钢纤维的外观、弯折性能和抗拉强度的变化,以及钢纤维混凝土经过不同锈蚀时间后的抗压强度和抗拉强度的变化规律.结果表明:随锈蚀时间的增加,钢纤维的锈蚀程度逐渐增大,弯折性能和抗拉强度逐渐降低,钢纤维混凝土的抗压强度和抗拉强度随之减小.但是抗压强度和抗拉强度的变化规律有所不同,当锈蚀时间较短时,抗压强度变化不明显,在锈蚀时间超过60d以后,抗压强度显著降低.而抗拉强度随锈蚀时间的增加逐渐下降.锈蚀时间相同时,抗拉强度的降低幅度比抗压强度的降低幅度小.切断型钢纤维的抗锈蚀能力相对较好,剪切型和铣削型钢纤维的抗锈蚀能力相对较差.     

纤维混凝土护筋性能试验研究

混凝土中钢筋的腐蚀是一个电化学过程,而半电池电位是判断钢筋状态的重要依据。为此,在纤维混凝土护筋性能试验中,对有关问题进行了研究,并用半电池电位判断纤维混凝土中钢筋的状态,比较其护筋性能的优劣。结果表明：与普通硅酸盐水泥混凝土相比,钢纤维混凝土护筋性能较好,而碳纤维对混凝土开裂和提高混凝土渗透性无明显作用。