CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法

基于受弯截面的极限承载力状态分析,对CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法进行了研究,提出了两种破坏模式,即CFRP板拉断破坏和混凝土压碎破坏,并对6根试验梁进行了单调静力试验,将试验结果与公式计算进行对比,结果表明,本文提出的在CFRP板侧面嵌帖加固钢筋混凝土梁在混凝土压碎和CFRP板拉断破坏下的正截面变弯承载力计算公式具有良好的适用性。     

体外CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验

目的 研究体外CFRP筋加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能,探讨体外预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯承载力的计算方法.方法 通过对13根体外CFRP筋加固试验梁的静载试验,分析加固梁的破坏形态、裂缝开展、挠度、混凝土应变、体内受拉钢筋和体外CFRP筋应变的变化情况,对比分析各种因素对加固梁极限荷载的影响.结果 加载过程中,跨中截面混凝土的平均应变沿梁高基本呈直线分布;当体外CFRP筋弯折角度大于10°时,对梁体抗弯性能不利;随着混凝土强度的提高,加固梁抗弯承载力的提高不明显.对于体内受拉钢筋配筋率较大的梁,采用体外预应力CFRP筋加固效果并不明显.结论 体外CFRP筋加固钢筋混凝土梁梁体的平均应变仍符合平截面假定,在实际加固工程中应该考虑带载水平的影响,对于忽略二次效应后的体外预应力CFRP筋加固体系,抗弯承载能力可进行简化计算,简化计算结果与实测结果吻合较好.     

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.     

铆粘钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究

笔者通过6根采用铆粘钢板加固的钢筋混凝土梁和1根未加固对照梁的受弯性能试验对比,分析了铆粘钢板加固梁正截面的受力特点以及承载能力、裂缝开展、刚度变化和加固效果,并与对照梁进行了对比,提出了铆粘钢板加固钢筋混凝土梁的受弯承载力建议计算方法．     

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.     

ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力试验与理论研究

为了探究ECC/高强钢筋混凝土叠合梁的正截面受弯特征,以及ECC层厚度对叠合梁整体受弯性能的影响,做了两组共5根梁试件的正截面受弯试验。发现与高强钢筋混凝土梁相比,叠合梁的承载力更高,相同荷载下的挠度值和最大裂缝宽度较小。在受弯全过程中其截面应变仍符合平截面假定,钢筋与ECC也可以实现协调变形,说明受拉区使用ECC可以使得高强钢筋的应力得到充分发挥。但ECC层厚度过大可能会使叠合梁发生脆性破坏。进一步地,在此研究的基础上,对已有ECC的本构模型进行简化,忽略其应力强化贡献,并运用叠加原理,提出一种用于计算ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力的方法,将计算结果与试验结果及诸多文献结果进行比较,发现吻合度较高。     

无机胶粘贴CFRP布加固梁火灾后受力性能试验

目前粘贴碳纤维(CFRP)布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化温度过低,多为60～80℃,用环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土结构难以满足耐高温要求.为此,研发了600℃时强度不低于常温强度的无机胶,并用其粘贴CFRP布加固混凝土梁.对4根已进行过火灾下耐火性能试验的加固梁进行火灾后受力性能试验,描述加固梁火灾后受力破坏过程,获得了火灾后受弯承载力试验值和荷载-跨中位移变形曲线,进行了受弯承载力分析,提出正截面承载力计算公式和构件刚度计算方法.试验与分析表明,当CFRP布历经的温度高于300℃时,CFRP布的强度不能充分利用,加固性能有所下降.相关公式计算值与试验结果吻合较好,可用于该类加固梁火灾后正截面承载力和构件刚度的计算.     

二次受力CFRP布加固钢筋混凝土梁的受剪性能研究

在CFRP加固钢筋混凝土梁受剪承载力的基本假定的基础上,采用桁架-拱模型,推导出了一次受力下CFRP布加固钢筋混凝土梁的斜截面受剪承载力计算公式,考虑了CFRP受力的不均匀性,采用CFRP的有效应变,并在一次受力的基础上,考虑了二次受力对CFRP抗剪的不利,推导出了二次受力下CFRP布加固钢筋混凝土梁的受剪承载力公式.     

高性能复合砂浆钢筋网抗弯加固RC足尺梁试验研究

目的研究加固RC足尺梁在不同加固方式和加固配筋率参数条件下加固梁受弯性能和破坏特征,为推广这种新型复合材料的应用提供理论依据.方法通过对14根采用该工艺加固的足尺钢筋混凝土梁和6根对比梁进行了受弯性能的试验.结果能有效提高梁的受弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展,具有良好的加固效果.结论高性能复合砂浆钢筋网对足尺RC梁进行抗弯加固,能较大幅度提高RC梁正截面承载力,相同的加固方法对原配筋率不同的试件的极限承载力的提高幅度近似,在使用上限范围内,承载力随加固纵向钢筋的面积增大而增大,加固后梁的截面刚度有一定提高,随着一次受力水平的提高,加固梁截面抗弯刚度提高程度越小.     

ＲＰＣ叠合简支梁受弯承载力分析

通过 ＲＰＣ叠合简支梁受弯试验,研究不同预制高度对试验梁正截面承载力的影响。结果表明：叠合面上下混凝土的应变符合后浇混凝土受压“应变滞后”现象;平截面假定对于 ＲＰＣ叠合梁同样适用;随着预制高度的减小,试件带裂缝受弯工作能力有所降低。考虑不同预制高度对受弯承载力的影响,推导了ＲＰＣ叠合梁正截面受弯承载力的建议式;考察了活性粉末混凝土叠合梁的界限受压区高度和最大配筋率。     

CFRP加固钢筋混凝土腹板受拉L形柱的试验研究

目的 研究碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能,分析碳纤维粘贴量和配筋率对其抗压弯承载力的影响,并且探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与腹板受拉L形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系.方法 通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验,分析各因素对构件承载力和延性等的影响.运用力的平衡和材料的本构关系建立了构件承载力计算的力学模型.结果 得到具有对比性的荷载-柱中挠度、材料应变-荷载的关系曲线并进行分析,得出碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式.结论 采用碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的,L形截面柱加固的承载力计算公式对类似的工程设计具有借鉴作用.     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

侧嵌式CFRP板加固损伤RC梁抗弯性能研究

在预先制作的6根损伤RC梁两侧面受拉区开相互垂直的纵槽、竖槽,嵌入CFRP板,进行三点弯曲试验。研究纵槽间距、竖槽间距对加固RC梁抗弯性能的影响。结果表明,此加固方法可以提高加固梁正截面抗弯刚度,控制原有裂缝的发展、数量;竖槽CFRP板可作为锚固件,防止加固梁出现粘结破坏;随着纵槽间距增大,加固梁的抗弯性能减弱;本文推导的加固RC梁跨中挠度及抗弯承载力计算公式可作为构件设计依据。     

公路桥梁中陶粒混凝土梁承载力的研究

目的研究陶粒混凝土梁的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力.方法进行6根陶粒混凝土梁和2根普通混凝土梁的正截面受弯承载力试验,分析陶粒混凝土梁正截面受弯的破坏特征,提出了陶粒混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法,并将试验实测值与公式计算值进行了比较.基于陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的试验数据,按照目标可靠指标的要求,提出了陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,并对该计算公式进行了可靠度分析.结果正截面受弯承载力的试验实测值与公式计算值的比值是1.064;斜截面受剪承载力计算公式的可靠指标为4.966.结论笔者提出的计算方法和计算公式用来计算公路桥梁中陶粒混凝土梁的承载力是安全可靠的.     

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．     

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。     

钢筋锈蚀及混凝土劣化耦合对梁构件力学性能的影响

设计人工模拟环境,研究酸雾、氯盐及硫酸盐混合盐雾侵蚀以及碳化耦合作用下钢筋混凝土梁破坏模式、锈胀裂缝宽度、受弯承载力、荷载-挠度曲线,重点研究钢筋锈蚀与混凝土劣化耦合作用的影响.结果表明:钢筋锈蚀率低于3.27%时,试验梁基本没有锈胀开裂,受弯破坏模式主要为受压区混凝土压碎,极限承载力随锈胀裂缝宽度增加快速减小;锈胀裂缝产生后,破坏形式逐渐转变为受拉钢筋屈服破坏,且承载力随钢筋锈蚀率大幅增加而缓慢减小.荷载-挠度曲线的峰值和斜率随劣化程度增加而减小.钢筋锈蚀导致混凝土开裂,混凝土劣化降低对钢筋的约束,两者耦合加速黏结性能退化,从而导致梁构件力学性能退化.理论分析了试验现象产生的原因,并对试验结果和理论计算结果进行了验证.     

不同内嵌材料加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

分别对内嵌CFRP板、内嵌CFRP筋、内嵌BFRP筋加固钢筋混凝土梁,以及未加固粱进行静力受弯试验,并对试件承载力、荷载-应变曲线以及试件的裂缝形态进行分析。试验结果表明：内嵌CFRP板比内嵌CFRP筋以及内嵌BFRP筋可以更好地提高梁的抗弯承载力;内嵌CFRP板、内嵌CFRP筋以及内嵌BFRP筋都可以较好的约束裂缝的开展。     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯力学性能试验研究

对采用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固的钢筋混凝土梁和未加固的钢筋混凝土梁进行了三点式弯曲加载试验,研究CFRP加固技术对钢筋混凝土梁的抗拉、抗压承载力以及抗弯性能等各方面的影响.试验表明,CFRP加固后能够有效延长梁的裂缝出现的时间,并能抑制裂缝的扩展,CFRP加固后的钢筋混凝土梁的极限承载力、抗拉和抗压能力以及抗弯性能均有较大提升,同时通过有限元软件对CFRP加固后的钢筋混凝土梁的力学性能进行分析,模拟结果与实验结果相一致.     

格构木梁加固方法的研究

进行了10根木梁的对比试验研究,其中3根为对比普通木梁,3根为未加固格构木梁,4根为加固格构木梁。研究结果表明:未加固格构木梁的受弯承载力和初始弯曲刚度较普通木梁均略有降低;底面粘贴1层碳纤维(CFRP)布加固格构木梁的受弯承载力较未加固格构木梁显著提高54%,初始弯曲刚度提高34%,极限位移显著提高63%。空隙处采用结构胶或灌浆料填充的格构木梁的受弯承载力平均提高30%,初始弯曲刚度显著提高195%,极限位移则显著降低54%。结构胶填充并在梁底面粘贴1层CFRP布的加固格构木梁受弯承载力显著提高92%,初始弯曲刚度显著提高251%,极限位移则降低48%。未加固格构木梁和粘贴1层CFRP布加固格构木梁的受拉肢和受压肢跨中应变变化分别保持平截面假定;其受压肢和受拉肢均为下侧受拉上侧受压,中间木垫块基本不受力。空隙采用结构胶填充的加固格构木梁跨中全截面应变变化基本保持平截面假定;其受压肢受压,受拉肢受拉,中间木垫块亦参与全截面受力。研究表明:在格构木梁空隙处填充灌浆料或结构胶可显著提高其初始弯曲刚度,但对提高承载力不显著;在格构木梁底面粘贴CFRP布可显著提高其承载力,但对提高初始弯曲刚度不明显。格构木梁有限元数值模拟结果可满足工程应用的精度要求。