竖向荷载作用下碳纤维布加固损伤框架试验研究

为了分析碳纤维布加固对损伤钢筋混凝土框架结构的受力性能的影响,按1:3缩尺模型设计了用碳纤维布加固的损伤钢筋混凝土框架结构的试验试件,进行竖向荷载作用下的试验研究分析。试验结果表明,对损伤混凝土结构较大裂缝进行灌胶密闭和粘贴间距较小的U型箍能够有效抑制已有裂缝开展;梁底粘贴碳纤维布在粘结锚固满足的情况下,不仅能够有效延缓钢筋的屈服,而且可以大幅度提高梁的极限抗弯承载力。碳纤维布加固后的梁的拉力由钢筋和碳纤维布共同承担,钢筋屈服后碳纤维布的作用明显增大,承担其主要拉力,为防止碳纤维布突然拉断,需考虑其有效利用率问题。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

为研究碳纤维加固方式对梁性能的影响,通过对比未加固的钢筋混凝土梁,设计了开裂与未开裂两种不同状态的钢筋混凝土梁采用碳纤维布加固后的受弯试验.在初始状态钢筋未屈服的情况下,无论加固前梁是否开梁,梁的主要破坏特征均为碳纤维布在跨中断裂;在保证粘贴良好的情况下,两种加固梁的屈服荷载、极限荷载均得到相同程度的提高;梁底粘贴碳纤维布可以有效限制裂缝的发展和延伸,因而加固后的梁的延性及刚度均得到改善;钢筋屈服后,荷载主要由碳纤维布承担,但其强度只能发挥60%左右.     

用无机胶粘贴CFRP布加固预应力梁受弯性能试验研究

为研究一种自制的无机胶粘贴CFRP布加固混凝土结构构件的受力性能,采用该无机胶粘贴CFRP布对3根已经历抗弯承载极限状态的两跨预应力混凝土连续梁进行加固,并对加固梁进行正截面抗弯性能试验。得到了加固梁的荷载-挠度变形曲线和正截面抗弯承载力等试验数据。3根梁均出现继纵向受拉钢筋屈服后,CFRP布被拉断的破坏模式。试验结果表明,用无机胶粘贴CFRP布加固损伤预应力混凝土连续梁可有效提高其承载力。提出了计算值与试验值吻合较好的此类加固梁的抗弯承载力计算方法。     

碳纤维布加固已损伤混凝土梁抗弯刚度研究

桥梁加固中经常采用粘贴碳纤维布的方法.在以往研究工作的基础上,采用理论分析与实验研究相结合的方法,对碳纤维布增强钢筋混凝土梁的抗弯刚度进行了定量分析.试验表明:屈服后三根损伤后加固梁的刚度下降不十分剧烈.分析及实验结果表明:所采用的刚度理论分析方法是行之有效的,可作为实际加固设计的参考.     

混杂纤维增强RPC加固混凝土梁抗弯性能

为了研究混杂纤维增强活性粉末混凝土(HFRPC)的加固效果,进行了高强钢筋HFRPC加固普通钢筋混凝土梁抗弯性能的试验和理论研究,并与未加固梁比较。共完成7根梁抗弯试验,其中1根是未加固梁,6根为HFRPC加固梁。变化参数为:HFRPC厚度、HFRPC与旧混凝土界面粘结方式和粘贴纤维布等。试验结果表明:采用高强钢筋HFRPC加固梁能有效提高抗弯承载力,HFRPC加固层与旧混凝土粘结牢靠,未发生脱粘破坏;HFRPC加固层裂缝数量众多、宽度明显减小;旧混凝土表面经凿坑处理比凿沟处理的加固梁承载力更大;HFRPC中配置高强钢筋,能发挥高强钢筋优势;HFRPC加固层厚度40 mm比30 mm梁抗弯承载力提高5%;采用纤维布箍约束新旧混凝土,可阻止弯曲裂缝扩展,峰值荷载后承载力下降较慢。最后,给出了加固梁开裂荷载、屈服荷载和极限承载力计算公式,计算值与试验结果吻合较好。     

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。     

碳纤维布加固带裂缝钢筋砼简支梁抗弯性能有限元分析

利用ANSYS有限元软件,分别建立两组(每组包含六根钢筋混凝土简支梁)考虑初始荷载的分离式有限元模型进行数值模拟,对加固后梁的破坏形态,屈服承载力、极限承载力提高幅度和碳纤维粘贴层数对加固效果的影响进行了分析.结果表明:梁纵向受拉钢筋的配筋率及碳纤维布粘贴层数与其加固效果密切相关;纵向配筋率较小,受拉钢筋利用越充分的简支梁,其抗弯承载力提高幅度越明显;碳纤维布层数增加并非越多越好,粘贴三或四层时效果最佳.     

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。     

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.     

碳纤维布加固损伤混凝土梁的抗剪疲劳试验

对钢筋混凝土受剪梁疲劳损伤后进行了粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土损伤梁的疲劳试验。试验结果表明：钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小了20％～40％，斜裂缝宽度减小了34％～39％，且碳纤维布用量越大效果越明显。因此，粘贴碳纤维布可以较大提高损伤混凝土梁的抗剪疲劳性能，延长损伤混凝土结构的使用寿命。     

CFRP板侧面加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验

对CFRP板侧面加固混凝土梁的受弯性能进行了试验,分析了碳纤维板加固面积、加固位置、配筋率等参数对加固梁受弯性能的影响,结果表明:使用碳纤维板加固钢筋混凝土受弯构件,可以显著提高其受弯承载力和抗弯刚度,但两者之间并不成正比,CFRP板的用量有一个最佳值;混凝土强度的提高对加固效果的影响不显著,但配筋率的变化对加固效果有较大的影响,低配筋率的梁使用CFRP板加固后承载力的提高幅度要比高配筋率的梁显著;由于CFRP板的弹性模量比钢筋的弹性模量小,加固梁破坏时的挠度仍较大.建议在实际工程中应尽量采用弹性模量高、厚度小的CFRP板,并保证其锚固长度.     

CFRP板加固混凝土梁试验与设计理论

为研究CFRP板宽度和受拉钢筋配筋率等因素对CFRP板加固混凝土梁受力性能的影响.进行了4根梁的单调静力试验.研究表明:加固梁的破坏模式均为CFRP板剥离破坏;随着CFRP板宽的增加,加固梁的开裂荷载有所提高,但屈服荷载和极限荷载并不一定提高;受拉钢筋配筋率越低,加固梁受弯承载力的提高程度越明显.基于国内外相关试验结果,建议CFRP板剥离应变值取为其极限拉应变的0.6倍.此外,提出了CFRP板加固混凝土梁受弯承载力、裂缝宽度和挠度的设计计算方法,计算值与试验结果吻合较好.     

有弱界面的CFRP抗弯加固中U型箍防剥离研究

锈蚀钢筋混凝土梁置换保护层或直接粘贴CFRP加固时,可能因新老混凝土结合面或锈胀裂缝产生水平削弱面.设计了9根加固梁,研究弱界面对CFRP剥离的影响及传统U型箍约束的有效性.结果发现,2种弱界面均使加固梁的整体受力性能受到削弱,局部剥离破坏更易发生,且界面越弱,剪切传递能力越差.U型箍约束能够防止纵向CFRP发生脆性剥离破坏,保证其有效参与受力.然而弱界面仍有可能导致局部保护层剥离,纵向CFRP易过早拉断.实际应用中,宜适度降低纵向CFRP的容许拉应变,并采取更为严格的约束和锚固措施.     

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.     

碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的抗弯承载力计算与分析

针对碳纤维布(CFRP)在加固领域内的广泛应用与目前国家规范中碳纤维加固T型梁理论空缺的矛盾,以梁的平截面假定为基础,研究了CFRP加固T型截面钢筋混凝土梁的弯曲破坏问题.对两种类型的CFRP加固T型截面梁,讨论了其不同的极限破坏形态,提出了相应的抗弯承载力的实用计算公式,弥补了规范中的不足.并研究了配筋特征值、加固特征值等影响CFRP加固承载力的主要因素,得出了在CFRP加固T型梁设计中的关键问题是正确界定梁的正截面极限承载力,确定梁的最后破坏形态,避免梁发生脆性破坏的结论.最后指出U形箍锚固是一种便捷有效的附加锚固方式,可以提高加固的承载力,并给出了具体的设计算例,该理论对工程的应用具有一定的参考价值.     

CFRP加固RC梁静载荷效应的有限元模拟

目的应用非线性有限元方法模拟碳纤维复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土（RC）梁承载过程中结构的载荷效应（挠度、应力应变和承载力）．方法以4根CFRP加固RC试验梁的抗弯试验为依据，讨论了三维有限元分析模型的建立，包括：混凝土、钢筋、CFRP及CFRP和混凝土界面等单元的选择及本构关系原理。并选择了合适的裂面剪力传递系数．采用商业有限元计算软件ANSYS。模拟了4根CFRP加固RC梁加载的全过程．结果有限元模拟破坏承载力与实际破坏载荷基本接近，误差可控制在15％以内；有限元模拟压区混凝土、受拉钢筋、CFRP应变与实际测量应变在受拉钢筋屈服前基本一致；有限元模拟跨中挠度与试验测量挠度基本吻合．结论证明有限元方法可较好的预测CFRP加固RC梁的静载荷效应．     

内嵌式CFRP混凝土梁抗弯试验研究

对5根混凝土梁进行抗弯试验研究,包括1根对比梁、2根无损伤加固梁和2根损伤加固梁,研究了在开槽数目不同及加固条件不同的情况下,内嵌碳纤维板条钢筋混凝土梁的抗弯性能.研究发现,二开槽加固梁比三开槽加固梁的承载能力有所提高,损伤加固梁的承载能力略高于无损伤加固梁,加固梁的裂缝较对比梁的裂缝宽度小,延伸缓慢,分布更为均匀.     

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RC梁优化设计与试验

推导了CFRP界限加固截面积计算公式,建立了RC梁CFRP加固截面积优化数学模型,并确定了其限制条件,利用MATLAB的优化工具箱编制计算程序对CFRP的最优化截面积及对应的最大极限破坏承载力求解。并特制了4根CFRP加固RC梁,理论计算值得到了弯曲静载试验测量值的验证。