纤维网增强混凝土复合材料约束混凝土应力-应变关系研究

为研究纤维网增强混凝土(TRC)加固层对混凝土柱的约束性能,对13根混凝土柱试件(包括10根TRC加固柱和3根对比柱)进行了轴心受压试验,分析了纤维网层数、短切纤维及混凝土强度对TRC加固效果的影响,基于试验结果提出了TRC约束混凝土应力-应变关系简化计算模型。研究结果表明：TRC加固可改善混凝土柱的轴压破坏形态;与未加固柱相比,TRC加固柱的承载能力和变形能力有不同程度提高,且提高幅度与纤维网层数、混凝土强度以及短切纤维掺入相关,纤维网层数越多、混凝土强度越低时,加固柱的承载力和延性提高幅度越大,最高可分别达67.3%和65.2%;TRC基体中掺入短切纤维有利于加固柱的承载力和延性提高;提出的TRC约束混凝土应力-应变关系计算模型与试验结果吻合较好,可用于描述TRC约束混凝土应力-应变关系曲线。     

玄武岩纤维布加固新疆杨木矩形截面长柱偏心受压力学性能试验研究

通过对采用玄武岩纤维布加固的15根杨木矩形长柱进行偏压试验,研究不同粘贴方式、不同层数玄武岩纤维布加固长柱的承载性能。试验结果表明:与未加固杨木矩形长柱比较,采用玄武岩纤维布间隔贴1层、2层及玄武岩纤维布满贴1层、2层加固木柱时,木柱极限承载力分别提高8.70%、19.56%、23.91%、30.43%,纵向粘贴纤维布能够有效提高木柱的抗弯承载力。木柱破坏形式多为受压区内木材顺纹方向木纤维的压屈,玄武岩纤维布能较好地约束木柱横向变形,进而产生受拉区纤维拉断,加固后的试件应变增加幅度较大。     

预应力碳纤维布加固混凝土方形截面短柱轴心受压试验

为了研究预应力碳纤维(CFRP)布加固混凝土方形截面短柱轴心受压力学性能,根据配筋率的不同设计了3组共计12根混凝土方形截面短柱,每组包括3根预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根普通混凝土柱。通过静载试验获得了各试件受压极限承载力、位移和预应力CFRP布应力增量等试验数据,得到了荷载作用下试件变形曲线及破坏形态,分析了预应力CFRP布应力水平和纵筋配筋率对混凝土方形截面短柱加固后的力学性能的影响。研究结果表明:采用预应力CFRP布约束混凝土柱一方面能够限制混凝土横向变形,使柱中混凝土从加固时刻起即受到环向应力,提高了混凝土极限压应变,从而显著提高柱的极限承载力,承载力提高幅度在60%以上;另一方面,由于受压柱的延性与截面配筋率有关,加固柱配筋率较低时,延性较好;反之则延性较差。     

CFRP条带加固损伤混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根采用两种加固率(CFRP加固率30%和50%)加固不同损伤程度的混凝土圆柱进行轴心受压试验,研究持载状态下CFRP布条带约束损伤混凝土柱受压性能,分析损伤程度、初始应力和加固量对混凝土柱的受力性能影响及试件破坏特征。试验及分析结果表明:相同损伤程度的试件,其抗压承载力和延性随CFRP布加固量的增加而增大;CFRP布加固量相同的试件,其极限承载力随着混凝土柱损伤程度的增大而降低,且当损伤程度高于0.6时(混凝土柱出现竖向微裂缝),极限承载力下降较快;CFRP加固率不低于50%时,才能有效地约束混凝土柱,提高其极限承载能力和延性。     

玻璃纤维增强复合材料筋混杂纤维混凝土短柱轴心受压性能的研究

为了探寻玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏机理和设计方法,进行了5根GFRP筋混杂纤维混凝土短柱和1根普通钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究,对GFRP筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏形式、纵筋应变、混凝土压应变、极限荷载值等试验结果进行了分析。结果表明：掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱具有较好的阻裂性能且破坏后可以保持较好的整体性;掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱均有明显的塑性阶段,纤维可以有效抑制微裂缝扩展,改善混凝土延性;钢纤维掺入使混凝土弹性模量减小,聚乙烯醇(PVA)纤维使混凝土弹性模量增加;混杂纤维能有效提高GFRP筋混凝土短柱极限承载力,GFRP筋混杂纤维混凝土短柱中PVA纤维掺量为0.1%、钢纤维掺量为0.8%时比例最好。     

玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压试验及有限元分析

通过7根玻璃纤维布加固混凝土柱和1根混凝土对比柱的轴心受压试验及有限元分析,探讨了玻璃纤维布加固混凝土柱的受压性能及其加固机理.分析表明,玻璃纤维布加固混凝土柱有斜剪破坏和轴压破坏两种破坏形态;加固后的混凝土柱能明显提高其极限承载力,且提高程度与纤维布加固层数、加固间距和构件截面形状有关,存在着使承载力提高最大的最优加固层数、最优加固间距和合理截面形状.对比试验和有限元分析说明,合理选择有限元分析模型,可以较好地预测玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压性能.     

织物增强混凝土薄板加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

提出一种采用织物增强混凝土(TRC)薄板加固钢筋混凝土梁的方法,以梁两端纯弯区外侧400mm范围内的锚固方式和加固层织物网层数为主要变化参数,进行3组10根TRC薄板加固钢筋混凝土梁和2根对比梁的受弯性能试验研究,分析加固梁的破坏模式、荷载-挠度关系、荷载-钢筋应变、荷载-混凝土应变关系、裂缝开展情况,研究配网率对受弯承载力的影响。研究结果表明:TRC薄板加固可以有效地提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;加固后梁的延性略有降低;当配网率提高到一定程度后,加固梁承载力主要由加固层与老混凝土之间的局部脱粘破坏决定。根据不同的破坏模式,提出了TRC薄板加固梁的受弯承载力计算方法,给出了相关计算公式。     

活性粉末混凝土加固钢筋混凝土柱轴压性能试验研究

研究了活性粉末混凝土(RPC)加固法加固钢筋混凝土柱的轴压性能及影响因素。对5根钢筋混凝土柱进行了一次受力轴心受压试验,将其中4根加固柱试验结果与另外1根未加固柱试验结果进行对比。结果表明,RPC加固法是一种有效的加固方法,能够显著提高加固柱的极限承载力、峰值应变、开裂荷载、延性、刚度及抗裂性能,有效地改善加固柱的裂缝分布形态及破坏模式。RPC加固法可以大幅度提高构件的极限承载力和延性,约束裂缝的发展。最后,给出了加固柱受压极限承载力计算公式,该公式所得计算值与试验结果吻合较好。     

钢套管加固钢筋混凝土柱的轴心受压试验研究

通过对6根粘贴钢套管加固的方形截面混凝土试件和3根未加固的对比试件的试验,研究了钢加固混凝土短柱的轴心受压性能和约束机理。6个被加固试件中,其中3个试件在加固前施加了预压荷载。试验研究发现预先受力试件的承载力和极限变形能力略小于一次受力试件,但不论是在一次受力还是预先受力状态下,钢加固都能有效的提高混凝土短柱的抗压承载力。     

碳纤维布加固小偏压钢筋混凝土柱承载力分析

通过对3根碳纤维布加固小偏压钢筋混凝土柱及对比柱的静载试验和理论分析，表明采用横向缠绕碳纤维布加固后小偏压柱的极限承载力有不同程度的提高，变形能力得到改善。横向碳纤维约束了混凝土的变形，提高了混凝土的极限抗压强度。提出了碳纤维加固小偏压柱的承载力计算公式和设计建议。     

高强钢绞线网/ECC加固RC柱小偏心受压性能研究

为研究高强钢绞线网/ECC(HSME)加固钢筋混凝土（RC）小偏心受压柱的正截面受力性能,对HSME加固RC柱、ECC加固RC柱和未加固RC柱进行了小偏心受压性能试验.结果表明：采用HSME加固后RC柱的整体性能得到显著提升,当采用相同的相对初始偏心距时,与未加固RC柱相比,HSME加固RC柱的开裂荷载、峰值荷载和延性分别提高了100.0%～113.3%、99.8%～108.0%、75.9%～77.8%;相同荷载下,HSME加固RC柱的ECC应变和纵筋压应变均小于ECC加固RC柱,HSME的加固效果更优;HSME加固层为核心混凝土提供了有效约束,改善了RC柱的损伤分布和破坏模式,显著提高了RC柱的承载力和延性;整个受压过程中,HSME加固层与RC柱混凝土协调变形,共同工作性能良好.     

预应力钢带加固钢筋混凝土柱试验研究

通过对2根预应力钢带加固钢筋混凝土柱与2根未加固钢筋混凝土柱的力学性能进行对比试验,研究预应力钢带加固对钢筋混凝土轴心受压柱、偏心受压柱的破坏形态、承载力、刚度、变形能力的影响。试验结果表明:预应力钢带加固钢筋混凝土柱的破坏形态与未加固试件基本相同,但加固试件初裂荷载更大;加固后钢筋混凝土轴心受压试件、偏心受压试件承载力分别提高24%、20%,承载力提升效果显著;预应力钢带加固对轴心受压试件轴向刚度明显提高,从初始加载到荷载达到80%极限荷载的不同加载水平下,加固后轴压试件的轴向刚度与未加固试件轴向刚度的比值在1.12~1.18;经预应力钢带加固后,偏心受压试件极限荷载对应的侧向挠度增大了37%,偏压试件变形能力明显增强。     

钢管混凝土加固钢筋混凝土方形截面偏压短柱受力性能分析

对8根钢管混凝土加固柱试件和1根未加固钢筋混凝土方形截面短柱试件进行偏心受压试验,试验结果表明:采用钢管混凝土加固法能显著提高原柱的承载力和变形能力;随着钢管壁厚的增大,加固柱试件的承载力和变形能力显著提高;随着后浇混凝土强度的提高,加固柱试件的承载力有所提高,但延性降低。在试验研究的基础上,采用通用有限元软件ANSYS对加固柱试验进行全过程受力分析,与试验结果对比后发现,二者吻合良好,有限元分析的承载力最大相差为6%。有限元分析结果表明:弯曲内侧受压的后浇混凝土会受到明显的约束作用,最大约束应力可达10MPa,而弯曲外侧的后浇混凝土受拉,不受约束作用;钢筋混凝土原柱各处混凝土受到的约束力大致相同,在2.0~2.5 MPa之间;由于外套圆钢管对受压侧原柱混凝土和后浇混凝土提供有效约束作用,其最大应力可明显高于其单轴抗压强度。     

FRP网格增强ECC加固素混凝土柱受压性能数值分析

本文采用有限元软件ABAQUS,对纤维增强复合材料(FRP)网格增强超高韧性水泥基复合材料(ECC)加固素混凝土圆柱轴心受压性能进行数值模拟分析,研究不同ECC厚度、FRP网格尺寸和混凝土强度等级对加固效果的影响。分析荷载-位移曲线结果表明:在复合材料约束下,加固柱峰值承载力得到较大提高;曲线下降段表现出良好的韧性和变形能力;随着ECC厚度增加,加固柱的峰值承载力呈线性增长;随着FRP网格减小,加固柱荷载-位移曲线下降段变形能力明显增加;混凝土强度等级越高,加固柱的峰值承载力越大,但承载力下降段构件承载力衰减速度越快。最后,基于文献的试验结果,验证了本文有限元分析模型的合理性。     

外包纤维布加固混凝土轴心受压柱力学性能分析

采用通用有限元软件ABAQUS对轴心受压素混凝土柱外包纤维布加固后的应力与变形进行了计算分析,以期确定各种外包方式(纤维布厚度、弹性模量)对混凝土柱的横向约束效果、极限承载力和延性等性能的提高程度,并比较了不同截面形状(方形和圆形)的约束效应,从中得出一定的规律性。     

玄武岩纤维复材布加固素混凝土方柱轴压性能研究

对15根不同类型的玄武岩纤维复材(BFRP)布加固素混凝土方柱进行轴压试验研究,按照FRP层数、种类、包裹类型等参数分为5组,观察其破坏过程和破坏特点,评价BFRP对混凝土方柱承载力和延性的提高效果并基于试验数据进行ABAQUS有限元分析,验证关于FRP约束混凝土柱承载力和极限应变的现有计算模型的准确性。研究表明:BFRP加固方柱的抗压强度和延性随包裹层数的增加而提高,但提高幅度衰减,其中2层BFRP加固方柱的抗压强度和极限压应变较未约束柱分别提高约41%和144%;有限元分析的峰值压应力与试验值接近,受压本构曲线走势大致接近;引用的计算模型与试验值吻合较好且偏于安全。     

外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱偏压性能

为研究采用外包薄壁钢管、内灌自流平微膨胀灌浆料约束加固受火后钢筋混凝土柱的偏压性能,进行了2根未受火混凝土柱、2根受火后混凝土柱和6根受火后再加固的混凝土柱的受压试验研究,分析了不同荷载偏心率对外包薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱偏压承载性能的影响规律。考虑外包薄壁钢管的约束效应和高温对混凝土损伤影响,给出了外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱偏压承载力的简化计算方法。结果表明：荷载偏心率为0、0.87的混凝土柱受火90min后,其极限荷载分别降低了30.3%、47.4%;外包薄壁钢管对受火后混凝土轴压柱的加固效果较好,对偏压柱的加固效果略有降低,受火后荷载偏心率为0、0.87混凝土柱经加固后极限荷载分别比对应的未受火混凝土柱提高2%、降低4.7%;外包薄壁钢管加固可显著提高混凝土柱的延性;当荷载偏心率不超过1.07时,加固后试件的极限荷载随荷载偏心率的增加近似呈线性降低;提出的外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱偏压承载力的简化计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好。     

纤维增强复合材料条带间隔贴加固新疆杨木短柱的轴心受压试验研究

针对15根采用间隔粘贴加固方法的新疆杨木矩形截面短柱进行轴心受压试验,研究粘贴不同纤维条带(碳纤维条带和玄武岩纤维条带)和不同加固层数(1层和2层)对其承载力、纵向变形、横向变形等性能指标的影响。试验结果表明:采用不同层数间隔粘贴加固新疆杨木短柱,其承载力和纵向变形都得到了一定程度的提高;木柱的纵向变形和横向变形会随着加固层数的增加分别增大和减小;加固短柱与未加固短柱相比较,其承载力会随着加固层数的增加而提高,其中,粘贴碳纤维情况下的提高幅度为40.8%(1层)和72.2%(2层),粘贴玄武岩纤维的提高幅度为36.1%(1层)和69.6%(2层)。     

高延性混凝土加固框架柱抗震性能试验研究及其#br# 轴压比限值分析

混凝土框架柱的轴压比较高时,在水平地震荷载作用下通常发生小偏心受压破坏。为改变高轴压比下混凝土柱的破坏形态并提高其抗震性能,提出采用高延性混凝土（HDC）围套加固混凝土柱。设计6个RC柱,其中4个采用HDC或钢筋网高性能复合砂浆加固。通过低周期反复荷载试验,研究加固层形式和轴压比对试件破坏形态、滞回性能、承载力、变形能力、耗能能力和刚度退化的影响。试验结果表明：采用HDC围套加固可使试件的破坏形态由小偏心受压破坏转变为大偏心受压破坏,试件达到极限位移时仍维持稳定的竖向承载力;通过HDC围套加固后,试件的承载力,延性和耗能能力均得到明显提高,刚度退化速率减缓。采用HDC围套加固,可增加柱截面受压区面积,提高柱截面的相对受压区高度,使加固柱的轴压比限值明显提高,同时柱截面仍具有良好的变形能力。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能

为评估CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能的效果,选取1根未锈蚀钢筋混凝土短柱、2根锈蚀钢筋混凝土短柱和4根CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱进行抗震性能试验研究,考察了CFRP加固量、细骨料类型对抗震加固效果的影响情况,建议了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱受剪承载力的实用计算公式。结果表明:钢筋锈蚀会降低短柱的抗震性能,锈蚀钢筋试件的受剪承载力、极限变形能力和累积滞回耗能较未锈蚀钢筋试件分别降低了7.8%、35.5%和42.2%;外包CFRP加固能将锈蚀钢筋试件的受剪承载力提高至未锈蚀钢筋试件的107.1%～109.1%,并显著改善短柱的延性和耗能能力;外包CFRP的层数由1层增至2层时,加固试件的受剪承载力提高较少,且试件达到峰值荷载时,CFRP的最大应变减少;在钢筋锈蚀前后和CFRP加固前后,混凝土短柱无量纲近极限滞回环的滞回规则大体相同。