碳纤维增强复合材料修复震后玻璃纤维增强复合材料管钢筋混凝土桥墩柱抗震性能试验

为了研究碳纤维增强复合材料（CFRP）修复震后玻璃纤维增强复合材料（GFRP）管混凝土桥墩柱的抗震性能,对4根CFRP修复震后破坏GFRP管混凝土桥墩柱进行拟静力试验,对比修复后钢筋混凝土桥墩柱与原型桥墩柱的滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力。试验结果表明,修复后的墩柱承载力和延性指标均能得到较好的恢复甚至提高。     

形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究

为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力,实现震后桥梁结构功能的快速恢复,该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱,并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件,通过低周往复加载,分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响,包括破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度和耗能。研究结果表明：相比普通RC墩柱的剪切破坏,SMA丝约束RC墩柱的破坏模式转变为具有一定延性的弯剪破坏或剪弯破坏;随着SMA丝配置率的增大,RC墩柱的抗剪承载力、延性和耗能能力均有所提升,抗震性能得到增强;预应力丝材提供更大的约束力,分担更多的剪力,提高核心混凝土的变形能力,增强RC墩柱的抗震性能。研究成果将为RC墩柱的加固和震后快速恢复提供新思路和试验基础。     

低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明：与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

不同结构形式墩柱耗能及变形能力的比较

为考察钢筋混凝土桥墩和钢管混凝土桥墩的抗震性能,基于相同的含钢率和轴压比,首次进行了两种不同结构形式的桥墩拟静力对比试验（试件包括2个钢管混凝土墩柱和1个钢筋混凝土墩柱）,并考察了轴压比对钢管混凝土桥墩抗震性能的影响。试验结果表明,相同含钢率和轴力情况下,钢管混凝土墩柱的耗能能力和变形能力都优于钢筋混凝土墩柱,前者的耗能能力约为后者的4.5倍,变形能力约为后者的1.4倍;随着轴压比的增大,钢管混凝土墩柱延性有所下降。     

预应力钢带加固钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究预应力钢带加固钢筋混凝土短柱的抗震性能,对6个预应力钢带加固钢筋混凝土短柱试件和3个对比试件进行低周反复荷载试验。结合试验研究结果,分析预应力钢带加固柱的破坏形态、滞回曲线、位移延性系数、骨架曲线、耗能性能和刚度退化;研究轴压比、剪跨比、钢带间距对加固试件抗震性能的影响。试验结果表明,采用预应力钢带加固钢筋混凝土短柱可以明显改善其延性、变形能力和耗能性能,并且能显著提高短柱的抗剪承载力,抗震性能得到显著提高和改善。     

受腐蚀钢筋混凝土构件抗震加固性能研究

受腐蚀及加固后钢筋混凝土结构的抗震性能是工程中非常关心的问题.本文介绍了课题组在这方面的研究成果.研究表明,受腐蚀钢筋混凝土构件的承载力、延性和耗能能力均有降低,降低程度与钢筋的锈蚀量有关.对于只用碳纤维布包裹的腐蚀构件,承载力提高不多,但延性和耗能能力有较大提高.对于用碳纤维布和角钢复合加固及碳纤维布和加大截面复合加固的腐蚀构件,承载力、延性和耗能能力均有所提高.     

高强钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

通过4榀1∶2比例的高强钢筋混凝土框架低周反复加载试验,研究试验框架的破坏机制、破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化和耗能等抗震性能,并对不同强度钢筋(500MPa和400MPa)、不同轴压比、不同截面尺寸的框架抗震性能进行对比分析,对骨架曲线进行了理论模拟,给出性能状态界限的建议值。研究表明,500MPa框架滞回曲线饱满呈梭形,有良好的耗能能力;破坏过程与400MPa钢筋框架的破坏过程相同,破坏机制仍为"强柱弱梁";最大承载力高于400MPa框架,耗能能力略高于400MPa框架,延性系数低于400MPa框架。试验和理论的骨架曲线基本一致。轴压比变化(0.15~0.3)对屈服后的骨架曲线和延性系数略有影响。加大截面尺寸大,可提高最大承载力、刚度和耗能能力。采用位移角限值标定500MPa钢筋混凝土框架的抗震性能状态是合理的,可用于抗震性能化设计。     

受腐蚀钢筋混凝土墩柱抗震性能研究

以钢筋混凝土墩柱拟静力试验为背景,通过截面等效方法将受腐蚀墩柱三维模型简化为二维平面模型,利用有限元软件DIANA中自带的钢筋腐蚀本构定义腐蚀,采用混凝土全应变旋转裂缝模型模拟分析了单调荷载和低周反复荷载下受腐蚀墩柱的抗震性能,其模拟结果与试验结果相吻合;采用混凝土多方向固定裂缝模型模拟受腐蚀墩柱裂缝扩展,裂缝扩展趋势与试验相符。进一步拓展腐蚀率进行模拟分析,结果表明,随着腐蚀率增大,墩柱极限承载力降低、极限位移减小、滞回曲线捏拢、裂缝开裂程度加重、裂缝最大应变增大。     

模拟酸雨腐蚀下预应力混凝土梁抗震性能的试验研究

为研究酸雨腐蚀环境下预应力混凝土梁的抗震性能,对8根预应力混凝土梁试件进行低周反复加载试验,重点研究试件梁的破坏形态以及不同参数下梁的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力和刚度退化等方面的特点,探讨混凝土强度等级、预应力度、钢绞线腐蚀率对其抗震性能的影响。试验结果表明:预应力混凝土梁在加载过程中都会经历弹性、屈服、破坏阶段;预应力混凝土梁的滞回曲线均较为饱满,残余变形较大,有较好的抗震能力;钢绞线的腐蚀率对抗震性能影响较为显著,随着钢绞线腐蚀率的增大,试验梁的极限承载力下降;加载循环的次数不断减少,同时滞回曲线的饱满程度不断降低。     

箍筋锈蚀足尺混凝土构件抗震性能

为研究箍筋锈蚀对钢筋混凝土构件抗震性能的影响,通过对6个箍筋锈蚀率(质量分数)的大尺寸钢筋混凝土受弯构件进行低周反复荷载试验,得到各试件滞回曲线及骨架曲线,分析了箍筋锈蚀率对试件承载力、刚度、延性及耗能能力等的影响规律,并讨论了绣胀裂缝对试件受力性能的影响.结果表明:随箍筋锈蚀率的增大,试件滞回曲线捏拢现象显著,滞回环面积逐渐减小,刚度、延性和耗能能力逐步降低;当箍筋锈蚀率大于10.3%时,试件抗震性能降低更为显著.试验发现箍筋锈蚀导致混凝土约束作用减弱,试件达到极限荷载后呈现较明显的脆性性质,破坏形态逐渐向延性较差的剪切破坏转变.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.