波形齿夹具锚与碳纤维布U形箍锚固作用的对比试验

对抗弯加固的碳纤维布,其一端采用波形齿夹具锚锚固,另一端采用碳纤维布U形箍锚固,进行了4根抗弯加固梁的荷载试验。试验结果表明在碳纤维布加固量较小的情况下,碳纤维布U形箍的锚固效果对纵向碳纤维布的强度发挥是有效的;但在碳纤维布加固量较大的情况下,碳纤维布U形箍被剪断,纵向碳纤维布的强度不能充分发挥。进一步的分析表明,碳纤维布U形箍仅相当于一种柔性的约束,而波形齿夹具锚的锚固相当于一种较刚性的约束。对比试验结果充分表明,波形齿夹具锚的锚固效果优于碳纤维布U形箍。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁锚固方式试验研究

进行了 5根碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯试验 ,重点研究了碳纤维U形箍的位置、数量及间距等方面对纵向碳纤维布锚固性能的影响。研究结果表明 ,碳纤维U形箍能够较好地减少碳纤维发生剥离破坏的可能性 ,其对纵向碳纤维应力分布的影响不大。碳纤维U形箍的宽度不宜小于 15cm ,不宜少于 2道 ,间距不宜大于 2 0cm。     

碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗剪性能

采用外贴U形碳纤维布条的方法对12根低强度(fcu≤15MPa)混凝土梁进行了抗剪加固试验。结果表明,外贴碳纤维布能够明显改善低强度混凝土梁的抗剪性能,梁破坏主要源于纤维布剥离,如果布条端部设置压条,加固梁破坏前有明显先兆。基于断裂力学模型,由拉剪粘结试验确定碳纤维布剥离时所能承受的有效拉力;利用平面桁架模型,提出加固梁外贴U形碳纤维布条剥离时抗剪承载力的计算方法。计算和试验结果的比较分析表明,所提方法可用于低强度混凝土梁的抗剪加固设计。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯试验和数值分析

对6根碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行受弯性能试验研究。试验结果表明,在一定的条件下,用玻璃纤维布U型箍替换部分碳纤维布U型箍,其加固效果差异不大,但却可以有效地降低加固成本,其试验结果对工程实际有一定的参考价值。利用ANSYS有限元分析软件对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性问题进行仿真模拟,结果与试验值较为接近,差值在10%以内,可在一定程度上代替试验分析。     

腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁正弯矩区受弯性能研究

传统钢-混凝土组合梁需要焊接不同形式的抗剪连接件,为避免繁琐的焊接工序及焊接对钢材产生的不良影响,提出了腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁。在冷弯成型的U形钢腹板上部开槽,并嵌入到混凝土翼板,与板底横向钢筋共同组成带有混凝土榫连接件的腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁(WUCSB)。设计了8个WUSCB的正弯矩区受弯性能试验,考虑U形钢板厚度、连接件间距、混凝土翼缘板宽等参数的影响,分析组合梁的破坏模式,并基于荷载-挠度曲线和荷载-滑移曲线等试验结果对其刚度、承载力和延性等受力性能指标进行评价;建立了有限元模型,进行U形钢板厚度、混凝土翼缘板宽和梁底纵筋直径等3个参数的影响规律分析。试验结果表明：该组合梁满足完全抗剪连接,组合作用良好,U形钢可以达到全截面塑性,具有良好的整体受弯性能;增加U形钢板厚度和梁底纵筋直径可以提高组合梁的承载力;连接件间距、栓钉及箍筋对组合梁的承载力影响较小。基于试验结果和连接件的传力机理,给出了WUSCB抗剪连接度的计算方法;基于全截面塑性假定,给出了WUSCB受弯承载力设计方法,该承载力设计方法具有一定的安全储备。基于换算截面法,给出了受弯刚度计算方法,出...     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

通过对一组粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验,研究了完好加固梁与损伤加固梁的箍筋和碳纤维布应变随疲劳次数增加的变化情况,不同碳纤维布用量对抗剪加固效果的影响以及斜裂缝的扩展变化状况等。试验表明,钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小20%~50%,斜裂缝宽度减小35%~45%,且碳纤维布用量越大效果越明显,完好梁加固效果优于损伤梁。粘贴碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

利用外加电流加速锈蚀法获得锈蚀钢筋混凝土梁,粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验,并在此基础上开展有限元分析,以研究钢筋锈蚀引起的结构性能退化以及碳纤维布加固的有效性和作用机理。结果表明,受拉主筋锈蚀导致梁的承载力与刚度均有明显退化,锈蚀严重时梁可能因钢筋拉断而破坏。锈蚀梁粘贴碳纤维布加固后,纵向碳纤维布补偿主筋面积锈损,U型箍横向约束则保证加固体系结构整体性并防止过早剥离,梁的极限承载力显著提高,刚度与变形性能亦有改善。极限承载力提高幅度随纵向碳纤维布加固量增大而增大,但加固梁破坏模式由碳纤维布拉断转变为混凝土压碎后,加固量进一步增大对承载力提高效果大幅削弱,且加固梁的变形能力逐渐变差。最终,基于试验结果分析,建立了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算方法。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁锚固方式试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中对锚固方式的研究是一个至关重要的问题。通过对两组试件共7根混凝土梁布置不同的U形箍加载试验,详细分析了不同U形箍布置的锚固效果,提出了预应力碳纤维布加固技术中U形箍的布置原则,对此项技术的设计及施工有指导意义。     

玄武岩纤维增强材料U型箍加固对新疆杨木梁抗弯性能影响的试验研究

选取8根采用玄武岩纤维布(BFRP)U型箍加固的新疆杨木梁进行抗弯试验,针对U型箍的布置数量及位置的变化,对比分析梁的破坏现象,中性轴位置变化、承载力、挠度等性能指标。结果表明:梁未粘贴U型箍时,梁底纤维布剥落破坏;粘贴U型箍后具有一定锚固作用,随着U型箍的数量及位置变化,对梁的受弯破坏、承载力和挠度具有不同程度的影响,并且中性轴位置移动一致,均有向受压区移动的趋势。     

薄壁U形外包钢再生混合梁受弯性能试验研究

对8个含有废弃混凝土块体的薄壁U形外包钢再生混合梁及4个全现浇组合梁进行受弯试验,研究废弃混凝土块体取代率、U形外包钢壁厚、梁底纵筋配筋率等参数对试件受弯性能的影响,给出试件受弯承载力的简便计算式,在总用钢量基本一致的情况下对比薄壁U形外包钢再生混合梁和常规钢筋混凝土梁的受弯承载能力。结果表明:废弃混凝土块体取代率在0~40%之间变化对薄壁U形外包钢再生混合梁的初始刚度、延性、受弯承载力、U形外包钢与内部混凝土之间的相对滑移、应变发展特征无明显影响;为提高薄壁U形外包钢再生混合梁的受弯承载力,增配梁底纵筋比增加外包钢壁厚更为经济有效,同时梁底纵筋还使试件的屈服前刚度有所提高;梁底配置纵向钢筋可显著减小U形外包钢与混凝土之间的相对滑移,此时梁端截面为相对滑移最小截面;根据塑性理论给出的计算式可较好地预测薄壁U形外包钢再生混合梁的受弯承载力,在总用钢量基本相同的情况下该类构件具有与常规钢筋混凝土梁几乎相当的受弯承载力。     

内嵌CFRP筋/片加固木梁受弯性能试验研究

为研究内嵌CFRP筋/片加固木梁的受弯性能,制作5根底面中心内嵌CFRP筋加固试件,3根侧面内嵌CFRP筋加固试件,6根底面中心内嵌CFRP片加固试件以及3根未加固的对比试件,对其进行三分点静载试验。试验参数包括：CFRP筋/片,内嵌位置（底面或侧面）,CFRP筋/片数量（1根或2根）、是否采用附加锚固措施（U形铁钉或CFRP布U形箍）、底面是否粘贴CFRP布等。研究表明,内嵌CFRP筋/片加固试件的受弯承载力较未加固试件明显提高,提高幅度为14%~85%,平均提高39%;破坏位移亦平均提高32%。内嵌CFRP筋加固试件的初始弯曲刚度均大于对比试件,而内嵌CFRP片加固试件由于底面开槽面积较大其初始弯曲刚度未见提高。内嵌CFRP筋加固试件的跨中截面应变随荷载增加仍基本符合平截面假定,而内嵌CFRP片加固木梁的跨中截面应变变化与平截面假定存在一定差距。增加内嵌CFRP筋/片的数量及端部采用U形铁钉锚固措施对提高加固木梁承载力的作用不明显;而在加固木梁底面粘贴一层CFRP布可显著提高其加固效果。     

CFRP筋增强板加固石梁受弯性能试验研究

为实现在不明显改变被加固构件外观的同时方便现场施工操作,提出了用于既有传统素石梁抗弯加固的预制CFRP筋增强板加固技术。进行了3根采用CFRP筋增强板加固的石梁试件和1根素石梁对比试件的受弯性能试验研究,主要试验参数为CFRP筋配筋率和石梁底面粗糙程度。结果表明：CFRP筋增强板加固技术显著改善了石梁的脆性破坏形态,有效提高了石梁的受弯承载力和变形能力;随着CFRP筋用量的增大,试件受弯承载力提高,加固效果更加显著;石梁底面粗糙度对加固石梁受弯性能的影响较小,机切与凿毛界面均可满足加固需求。试验过程中,CFRP筋增强板与被加固石梁之间的界面黏结性能较好,CFRP筋端部未出现滑移现象,确保了加固试件各部分的共同工作性能。石材的离散性较大,实际工程中应增加对石材材质的检测,避免出现使用较差材质石材产生的安全隐患。     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁试验研究

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的局部腐蚀损伤,再粘贴碳纤维（CFRP）布于钢梁受拉翼缘进行加固修复,以此开展CFRP布加固腐蚀钢梁受弯性能的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁试件的静载试验,根据钢梁受腐程度取翼缘宽度切除的比例分别为0%,50%和100%,切口宽度3mm,然后在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布。试验结果表明,在加固钢梁的受拉翼缘屈服后,粘贴CFRP布能有效提高构件的承载力,预应力CFRP布加固能有效提高钢梁的屈服荷载和极限荷载。粘贴CFRP布、预应力CFRP布加固未腐蚀钢梁的极限荷载比原钢梁极限荷载分别提高12.9%、16.1%;CFRP布、预应力CFRP布加固腐蚀钢梁比原钢梁极限荷载分别提高6.5%、16.1%。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

Flexure strengthening of lightweight reinforced concrete beams using carbon fibre-reinforced polymers

A series of 40 lightweight reinforced concrete (LWRC) beams of 1400 mm length and a rectangular cross section of 150 × 200 mm were cast, strengthened and then tested under four-point bending test to study the effectiveness of using externally applied carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) composites as a method of increasing the flexural strength of under-reinforced LWRC beams. Parameters investigated include reinforcement ratio, ρ; ρ = 0.55ρ_b and ρ = 0.27ρ_b, CFRP sheet length; 600, 800 and 1000 mm, CFRP sheet width; beam width and half-beam width. Three types of strengthening schemes were used: jacketing covers the beam from bottom and two sides with total width of 500 mm, sheets at the tension side with width equal to beam width and sheets with width equal to half-beam width. Test results showed a limited increase in ultimate load-carrying capacity accompanied with some reduction in mid-span deflection for the strengthened beams. Among the strengthening schemes investigated, jacketing was the most effective for strength enhancement (about 41%) with respect to control beam; however, it reduced ductility significantly. An analytical model was proposed for predicting the ultimate load-carrying capacity of LWRC beams strengthened with CFRP composites.     

侧贴预应力碳纤维布加固连续梁试验研究

不同初始荷载下,采用了侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的方法,研究了未加固、侧贴非预应力碳纤维布加固和侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的裂缝开展、变形性能、承载能力及破坏情况,并对其进行了对比分析,表明侧贴预应力碳纤维布加固连续梁可明显提高加固梁的屈服和极限荷载,预应力碳纤维布的存在提高了连续梁的刚度,减小了连续梁的挠度。     

碳纤维布增强杨木LVL梁、柱试验研究

采用碳纤维布对杨木LVL梁、柱增强,制作试件进行试验研究.梁采用在生产过程将碳纤维布复合到LVL中的增强方式,柱采用外贴碳纤维布箍增强方式.通过试验选择了合理的梁、柱截面型式,试验结果表明碳纤维布增强杨木LVL梁、柱的承载力明显提高,其它受力性能也得到显著改善.     

碳纤维布-梁端加腋组合方法抗震加固混凝土框架节点研究

为进一步提高碳纤维布加固方法对于混凝土框架节点抗震性能的改善效果,在碳纤维布加固体系中引入了素混凝土梁端加腋,构成碳纤维布-梁端加腋组合加固方法。根据3个混凝土框架节点的低周反复加载试验,从破坏模式、延性性能、承载力、滞回性能以及强度和刚度退化等方面验证了该方法的加固效果。并在试验的基础上,提出了碳纤维布-梁端加腋组合加固节点核心区的受力分析模型及相应的抗剪设计公式。     

碳纤维布加强钢筋混凝土梁试验研究

本文用碳纤维布加强钢筋混凝土梁,主要从理论与试验来研究其受力性能.通过试验,分析碳纤维布对钢筋混凝土梁承载能力的改善作用,及不同碳纤维布粘贴方式对梁承载能力的影响,最后提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式,并与试验结果作了比较.     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

在参考了其他学者在钢筋混凝土非线性有限元分析中所做工作的基础上,编制了完整的碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序.程序中采用了分离式有限元模型并且考虑了钢筋与混凝土之间粘结滑移关系.通过与试验梁对比,程序计算所得加固与未加固梁的极限承载力、梁的破坏形式、荷载-挠度曲线、加固层应变与试验值都很接近,验证了程序的可行性与适用性.     

火灾后框架梁碳纤维布加固技术的应用研究

对火灾后框架梁的加固方法进行可行性分析和技术经济量化分析,科学地选择加固方法——碳纤维布加固框架梁。阐述碳纤维布加固框架梁的设计与计算、薄型防火隔热、施工工艺等。通过对框架梁加固前、后分别进行现场静载试验,检测分析对比框架梁的承载力、裂缝宽度、挠度等力学性能和变形性能的变化。结果表明:碳纤维布加固框架梁有效地提高了梁的抗弯和抗剪承载能力,延缓了裂缝的出现与发展,减小了裂缝宽度和挠度,提高了安全性、适用性、耐久性。