织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究

基于不同剪跨比的织物增强混凝土(TRC)加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验,研究被加固梁的斜截面抗剪承载力及其破坏形态的变化,并研究剪跨区加固后梁的变形特点。试验结果表明,加固措施可以有效地提高梁的斜截面抗剪承载力,改善梁的斜截面破坏的脆性,对斜裂缝的发展有一定的约束作用,并减小梁在斜裂缝出现前的挠度。试验还表明,对剪跨比较大的RC梁,采用织物增强混凝土薄板加固后,其斜截面抗剪承载力提高幅度较大:当剪跨比为1时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高4%;当剪跨比为2.5时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高68%。在试验研究的基础上,给出TRC薄板加固梁的受剪承载力设计计算公式,公式计算结果与试验结果基本吻合。     

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。     

铝合金板加固RC梁的抗弯试验

铝合金板以其优良的力学性能成为了RC梁的理想加固材料,特别适合侵蚀及寒冷环境的加固工程.为了探究铝合金板加固RC梁的抗弯性能,设计了4根RC基准梁和10根铝合金板加固RC梁,并考虑铝合金板和RC梁的3种连接方式:结构胶、结构胶十螺栓连接和结构胶+U形箍连接,对其进行抗弯试验研究.试验表明:所有试验梁都发生了延性破坏,破坏过程分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,分别以开裂荷载、屈服荷载和极限荷载作为区分标志.整个过程中铝合金板与RC梁协调变形、共同承载,截面平均应变符合平截面假定.铝合金板加固RC梁和RC基准梁的荷载-挠度曲线在弹性阶段相差不大;在弹塑性阶段,加固RC梁的斜率、屈服荷载随着铝合金板横截面面积的增大而变大,且明显大于相应RC基准梁;受拉钢筋屈服后至受压区混凝土压碎破坏前,不同于RC基准梁,铝合金板加固RC梁无论是荷载还是挠度都平稳变化,荷载-挠度曲线斜率明显大于相应RC基准梁的斜率,荷载有明显的攀升,体现了铝合金板对刚度和强度的贡献.相对于RC基准梁,铝合金板加固RC梁的开裂荷载小幅增加,屈服荷载和极限荷载显著变大,屈服荷载增加幅度介于33.07％～174.03％,极限荷载增加幅度介于57.70％～327.29％;开裂位移、屈服位移和极限位移小幅增加;延性性能有所降低,但仍然具有很好的延性,其延性系数均大于3,具有良好的耗能性能.     

预应力碳纤维薄板加固RC梁的破坏性状及承载力研究

碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP),作为一种纤维增强复合材料,具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点。该试验通过对4组12根无加固梁、CFRP加固梁、预应力CFRP加固梁的三点弯、四点弯试验,研究CFRP加固RC梁的开裂性状、极限承载力及破坏规律,并探究三点弯试验与四点弯试验对CFRP加固梁试验结果的影响。试验结果表明:1)CFRP薄板加固可以明显抑制裂缝的发展,增大开裂荷载;预应力CFRP薄板加固可以进一步抑制裂缝而出现众多微小裂缝,提高极限承载力;2)加固梁通常在纵向钢筋屈服之后,跨中CFRP薄板被拉断而发生破坏。     

二次受力下PVA-RFCC加固RC梁抗弯性能试验研究北大核心CSCD

通过对1根未加固对比梁和3根加固梁进行正截面四点弯试验研究,探讨了二次受力对聚乙烯醇纤维增强钢丝网水泥基复合材料(PVA-RFCC)加固RC梁弯曲性能的影响。结果表明:PVA-RFCC是一种有效的加固材料,与加固对比梁相比,二次受力对PVA-RFCC加固RC梁的极限承载力和刚度系数(屈服阶段)影响比较小,但开裂荷载和刚度系数(弹性阶段)均降低约30%。二次受力对试验梁的抗弯性能影响与试验梁在加固之前的损伤程度有关;当损伤程度分别为加固对比梁的27.6%,82.8%时,位移延性系数分别增加54.1%和降低26.6%。因此,当梁处于初始损伤状态时对其进行加固,可以提高梁的综合力学性能。     

二次受力下PVA-RFCC加固RC梁抗弯性能试验研究

通过对1根未加固对比梁和3根加固梁进行正截面四点弯试验研究,探讨了二次受力对聚乙烯醇纤维增强钢丝网水泥基复合材料(PVA-RFCC)加固RC梁弯曲性能的影响。结果表明:PVA-RFCC是一种有效的加固材料,与加固对比梁相比,二次受力对PVA-RFCC加固RC梁的极限承载力和刚度系数(屈服阶段)影响比较小,但开裂荷载和刚度系数(弹性阶段)均降低约30%。二次受力对试验梁的抗弯性能影响与试验梁在加固之前的损伤程度有关;当损伤程度分别为加固对比梁的27.6%,82.8%时,位移延性系数分别增加54.1%和降低26.6%。因此,当梁处于初始损伤状态时对其进行加固,可以提高梁的综合力学性能。     

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

从改善纤维编织网增强混凝土(TRC)加固层中纤维束和精细混凝土的界面粘结及新老混凝土的界面特性入手,研究TRC增强钢筋混凝土(RC)梁的弯曲性能。试验结果表明:纤维编织网的表面黏砂处理能更好地发挥其有效约束能力,从而充分发挥TRC增强层的限裂和增强作用;新老混凝土的界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后RC梁的整体受力性能,而涂抹界面剂对其几乎没有影响。此外,精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高构件的起裂荷载;在RC梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓结构主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距,明显地提高梁的屈服荷载和极限承载力。最后,基于RC结构的抗弯设计理论,模拟TRC增强RC梁的荷载与跨中位移曲线,计算值与试验结果吻合得较好,证明了计算方法的可行性。     

E玻纤织物增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土薄板加固RC梁抗弯试验研究

提出采用E玻纤织物增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土薄板加固RC梁的方法。以加固层织物网层数为主要变化参数,进行了8根加固梁和1根对比梁的抗弯试验研究,分析加固梁的破坏模式、荷载-挠度、荷载-钢筋应变、荷载-混凝土应变关系、裂缝开展情况,研究加固层织物网层数变化对RC梁正截面受弯承载力特性的影响。试验结果表明,该加固方法可以有效地提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;加固后梁的延性降低。基于试验研究,提出了加固梁的受弯承载力计算方法,给出了相关计算公式。     

碳纤维增强复合网格-聚合物水泥砂浆加固RC梁的抗弯性能试验研究

为研究碳纤维增强复合(CFRP)网格和聚合物水泥砂浆(PCM)复合加固钢筋混凝土(RC)梁的抗弯性能,对5个RC梁试件进行抗弯性能试验,分析CFRP网格-PCM复合加固RC梁的抗弯破坏机理,研究网格不同层数和不同单位加固量对RC梁抗弯性能的影响。基于抗弯承载力的既有计算模型,引入剥离应变建立改良计算模型,并采用其他学者的9根FRP网格加固RC梁的受弯试验数据,验证改良计算模型的准确性。研究结果表明：CFRP网格-PCM对RC梁的抗弯加固效果明显,单位加固量较高的试件具有更高的承载能力,但其更易发生剥离破坏;在单位加固量相当的条件下,单层网格与双层网格呈现出相同的抗弯性能,双层网格重叠布置的加固方式是有效的;抗弯承载力的既有计算模型对试验结果拟合效果较差,所建立的改良计算模型拟合程度较好,能更好地反映CFRP网格-PCM复合加固层的实际受力状态。     

基于ANSYS的碳纤维薄板加固RC梁的有限元分析

基于实验数据的CFRP加固混凝土构件的计算方法,其经验公式得出结果较为粗糙。基于ANSYS有限元软件中的Solid65单元对钢筋混凝土简支梁建模,对CFRP加固RC梁的开裂性状、极限承载力及破坏规律进行分析。本文建立了碳纤维薄板加固RC梁的有限元模型,分析了碳纤维加固后的混凝土构件特性,并与三点弯实验结果进行了对比分析,结果表明:基于ANSYS有限元分析方法可以较好地表征出碳纤维薄板加固RC梁的非线性力学特征;CFRP薄板加固RC梁可以有效抑制裂缝的发展,并提高RC梁的极限承载力。     

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。     

纤维束编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁疲劳破坏试验研究

为研究纤维束编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁的疲劳性能,首先制作10根钢筋混凝土梁试件,并对其中的9根用纤维束编织网增强混凝土进行加固,1根作为对比梁未进行加固,然后采用三分点弯曲加载对试件施加疲劳荷载。试验研究了加固方式、配网率、配筋率、损伤程度等4个因素对加固梁的疲劳裂缝扩展及变形发展的影响。试验结果发现：纤维束编织网增强混凝土加固可以显著提高RC梁的受弯疲劳寿命。加固梁的裂缝数量多于非加固梁,裂缝宽度小于非加固梁。在疲劳荷载作用下,加固梁的裂缝及挠度发展都呈现初始发展、稳定发展、迅速发展三个阶段。针对加固形式,三面加固对斜裂缝的控制优于单面加固。加固前的静力损伤会影响加固梁的裂缝宽度,静力损伤越大,疲劳加载时的裂缝宽度越宽。配网率会影响加固梁最终破坏时的挠度,当配网率大于某一值时,加固梁最后破坏时的挠度明显增加;配筋率的增加可以延长挠度的稳定发展阶段。最后通过回归分析,得到了加固梁的疲劳刚度的算式,由该式计算的结果与试验结果符合良好,可为工程使用提供理论依据。     

碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁抗弯性能研究

通过对8根钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究了不同比例及层数的碳、玻璃层内混杂纤维布对加固梁抗弯性能的影响。研究发现当纤维布层数相同时,碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁的极限承载力比单一碳纤维布加固梁降低了5.5%~18.7%,位移延性系数提高了18.6%~45.2%,能量延性系数提高了22.5%~45.1%。试验结果表明碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁的延性明显优于单一碳纤维布加固梁。在试验研究的基础上,采用弹塑性截面分析法计算了混杂纤维布加固梁的承载力,理论计算值与试验值吻合良好。     

海洋大气环境下TRC加固RC梁受弯时变性能

为预测海洋大气环境下纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete,TRC）加固RC梁剩余受弯承载力,对TRC加固RC梁受弯时变性能进行研究。基于材料时变性能,建立了TRC加固RC梁受弯承载力时变计算模型,在验证此模型可靠性基础上,通过9根TRC加固RC梁进行参数分析,研究TRC厚度（25、35、45 mm）、钢筋直径（12、14、16 mm）、纤维编织网层数（1~3层）等因素对TRC加固RC梁起锈时间、开裂时间、剩余受弯承载力的影响规律。结果表明：海洋大气环境下TRC加固RC梁受弯承载力随服役时间增加非线性降低,但是其退化速率小于普通RC梁的;增加TRC厚度可以有效延迟起锈时间和减少承载力降低幅度,当TRC厚度由35 mm增加至45 mm时,TRC加固RC梁的起锈时间分别为23.9 a和39.5 a,承载力降低幅度分别为27.48%和15.57%（服役60 a）;钢筋直径对起锈时间无影响,对开裂时间的影响也较小;当钢筋直径分别为12、14、16 mm时,经过60 a服役期后TRC加固RC梁剩余受弯承载力均较接近;增加纤维编织网层数可减小加固梁锈蚀后受弯承载力退化。     

海水环境下碳纤维增强复合材料加固预损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固预损伤钢筋混凝土梁及经海水腐蚀的CFRP加固预损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,对比研究了海水侵蚀对试验梁破坏形态、裂缝开展情况、应变发展及抗弯承载力等的影响规律。试验结果表明,采用CFRP对机械损伤钢筋混凝土梁进行加固处理,可以有效地提高其抗弯承载力和刚度,约束裂缝的开展。随着海水腐蚀时间的延长,CFRP加固损伤梁的各方面性能受到明显的影响,但仍具有较为可靠的加固效果,且混凝土应变符合平截面假定的条件。     

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。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁截面应力及抗弯刚度

碳纤维布施加预应力后粘贴加固可有效改善混凝土梁正常使用阶段的工作性能,相应截面应力和抗弯刚度分析对于合理评价加固梁的工作状态有重要意义。根据预应力碳纤维布加固混凝土梁正常使用阶段的截面受力分析,提出了截面应力的简化计算方法,进而通过引入碳纤维布应变不均匀系数,得出了对于未加固梁、非预应力碳纤维布加固梁和预应力碳纤维布加固梁均适用的截面短期抗弯刚度的实用计算方法。试验结果对比表明,建议的截面应力和抗弯刚度计算方法准确度较高。     

粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土预裂梁试验研究

结合在役钢筋混凝土桥梁的损伤特点,对粘贴碳纤维布加固混凝土预裂梁在正常使用荷载水平下的钢筋应变及挠度变化规律,进行了详细的室内试验。通过比较每根试验梁加固前后的挠度及钢筋应变的变化规律,研究了持荷水平、预裂程度及配筋率对加固效果的影响程度,避免了不同试件因材料力学性能差异而导致的试验误差,模拟了实际公路桥梁加固前后的荷载试验过程,增加了室内试验数据与野外检测结果的可比性。室内试验结果表明,粘贴碳纤维布可大大提高预裂梁的刚度,有效降低钢筋应力水平,与桥梁现场静载试验结果是一致的。该研究为碳纤维布加固技术在桥梁加固维修中的应用提供了可靠的依据,具有较强的实用性。     

碳纤维布加固连续梁力学性能试验及分析

为了开展碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁受力性能的研究工作,对3根两跨采用碳纤维布加固的钢筋混凝土连续梁进行三分点加载的受力性能试验研究,获得加固状态下钢筋混凝土连续梁正截面承载力、裂缝分布及开展、中支座塑性铰区分布长度等试验实测值和荷载-挠度曲线及内力重分布关系曲线。试验研究表明：钢筋混凝土连续梁在加固状态下的破坏呈现中...