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。     

碳纤维增强材料加固锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究

钢筋锈蚀以致局部箍筋锈断将会降低混凝土柱的抗震性能,采取碳纤维增强材料(CFRP)加固方法可对此类锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能进行修补。基于28根T形柱的试验研究,初步揭示了钢筋锈蚀率、轴压比、CFRP加固方式和加固层数对混凝土柱抗震性能影响规律。钢筋锈蚀会导致混凝土柱的耗能能力、刚度、承载力和延性不同程度的降低。当钢筋锈蚀率达到15%时,混凝土柱的延性系数下降约40%。经过CFRP加固后,锈蚀柱的滞回环变得较为饱满,耗能能力大大增强,其延性系数可提高约40%,耗能能力可提高约80%。     

考虑钢筋锈蚀的震损结构抗震性能评估

提出了考虑钢筋锈蚀的震损结构抗震性能评估方法,分析了钢筋混凝土结构考虑钢筋锈蚀因素及地震作用后结构抗震性能的变化;通过数值算例获得了考虑钢筋锈蚀的震损结构的能力谱曲线,并与完好结构的能力谱曲线进行对比,验证了该方法的有效性及实用性.结果表明:钢筋锈蚀及地震损伤对钢筋混凝土结构抗震性能影响较大,对震损结构进行考虑钢筋锈蚀因素的抗震性能评估是十分必要的.     

锈蚀钢筋混凝土柱基于变形的性能指标研究

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》设计的342个锈蚀钢筋混凝土柱进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、轴压比、剪跨比、配箍率和纵向钢筋配筋率等参数对钢筋混凝土柱变形性能的影响。结果表明：当钢筋的锈蚀率较小时,构件的变形性能受锈蚀率影响不大;当钢筋的锈蚀率达到10%以后,构件的破坏形态发生改变,变形能力急剧退化;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件变形性能受剪跨比影响比轴压比较大的构件明显;随着配箍率和纵向钢筋配筋率的增大,构件的变形能力有所提高;提出了锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能等级和性能界限状态的划分方法,以塑性转角作为变形性能指标,对数值计算结果进行统计分析,得到了锈蚀钢筋混凝土柱各性能界限点的塑性转角统计特征值。研究成果可为钢筋混凝土结构全寿命的性能化抗震设计和抗震性能评估提供参考。     

基于变形的非均匀锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

为研究非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,采用经验证的锈蚀损伤钢筋混凝土柱精细化建模方法,建立了660个非均匀锈蚀钢筋混凝土柱的有限元模型。分析了钢筋平均锈蚀率、轴压比、配箍率和非均匀锈蚀特征值对锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的影响。基于本文锈蚀钢筋混凝土柱极限状态的定义,以塑性转角作为变形性能指标,对数值模拟结果进行统计分析。结果表明：低锈蚀率条件下,锈蚀构件的变形性能与无损构件差别不大;随着整体锈蚀程度的增加,构件变形性能显著退化;随着非均匀锈蚀特征值的增加,构件变形能力逐渐降低;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件受非均匀锈蚀特征值的影响更明显。为正确评价锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能,应充分考虑锈蚀的非均匀性。     

钢筋混凝土锈蚀损伤研究综述

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一。简要说明研究钢筋混凝土锈蚀损伤的重要意义,阐述了钢筋混凝土锈蚀件损伤的研究状况。主要从混凝土中锈蚀钢筋的力学性能、钢筋锈蚀引起的混凝土损伤、锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能和锈蚀钢筋混凝土受弯构件、受压构件的受力性能、锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能等方面总结归纳了国内外的研究现状与成果,并分析了今后的研究方向。     

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的抗震性能试验研究

本文对碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱的抗震性能进行了试验研究。探讨了轴压比、碳纤维布用量、配箍率和加载顺序等对碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱的破坏机理、受力性能及抗震性能的影响。试验结果表明,碳纤维布加固的钢筋混凝土短柱具有很好的延性,能有效提高钢筋混凝土短柱的抗震性能;先施加轴力后进行碳纤维布加固的加载顺序,会降低碳纤维布对柱的约束作用,一定程度上影响对柱的抗剪能力的提高。在此基础上,提出了碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的受剪承载力计算公式,可供工程设计和进一步研究参考。     

TRC加固钢筋混凝土柱的研究现状

钢筋混凝土柱作为结构中重要的承受竖向荷载的构件,当其长期处于氯盐环境下,外界氯离子侵蚀很容易导致混凝土内部钢筋锈蚀、外部混凝土保护层开裂等劣化现象出现。织物增强混凝土(TRC)作为一种新型纤维增强复合材料,将其应用于钢筋混凝土柱的加固,不仅能够提高钢筋混凝土柱的力学性能,而且能够进一步阻止氯离子对结构的侵蚀。笔者通过对TRC加固钢筋混凝土柱研究现状进行总结,简单介绍了TRC加固钢筋混凝土柱的轴压性能和抗震性能,并对其进行分析。最后提出需进一步解决的问题。     

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱是一种新的加固形式。在其运用到结构抗震加固时,必须保证加固构件具有良好的延性破坏机制,为此进行了7根碳纤维布与角钢复合加固钢筋混凝土柱的低周反复试验,并编制了复合加固钢筋混凝土柱全过程分析程序,对轴压比、碳纤维布用量、角钢用量等影响复合加固效果的因素进行了分析。试验及电算结果均表明,复合加固后钢筋混凝土柱的极限承载力和耗能性能均有大幅提高。与仅用外包角钢加固柱相比,复合加固柱的抗震性能亦得到明显改善。     

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.     

碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响

通过外加电流加速锈蚀法获取锈蚀钢筋混凝土试件,采用横向粘贴碳纤维布的方法进行加固,设计并制作了未加固锈蚀试件、先锈蚀后加固和先加固后锈蚀三组22个试件。考虑保护层厚度、加固前或加固后的钢筋锈蚀率等因素,通过拉拔试验研究了碳纤维布约束对锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能的影响。分析结果表明,碳纤维布的约束作用能显著提高锈蚀后钢筋与混凝土间的粘结性能,试件破坏模式由混凝土劈裂破坏向钢筋拔出破坏转变。未加固锈蚀试件极限粘结强度随着锈蚀的发展而降低;锈蚀试件采用碳纤维布加固后,由于保护层的劈裂受到约束,极限粘结强度显著提高;由于碳纤维布对锈胀力和保护层劈裂的双重约束作用,先加固后锈蚀试件的极限粘结强度随着锈蚀的发展而增大,且比同等锈蚀率的先锈蚀后加固试件更为显著。根据试验结果分别建立了不同约束条件下锈蚀钢筋与混凝土间极限粘结强度的计算模型。     

闽东地区村镇砌体房屋抗震加固的研究与应用

为对闽东地区村镇砌体房屋的抗震加固进行研究,本文介绍了闽东地区村镇房屋的防震减灾的现状,分析了砌体结构在地震作用下的破坏形式,论述了砌体结构的抗震加固措施,并以闽东地区典型砌体房屋为例,对其进行抗震加固(加设构造柱、圈梁等),并建立其有限元模型,对抗震加固前、后的结构进行地震响应分析,证实设置圈梁、构造柱等不但可加强单片墙的整体性,且有助于各片墙形成整体的抗侧力体系,因此建议在砌体结构的抗震加固中,在有可能的情况下应尽量加设圈梁和构造柱。     

Experimental study on seismic strengthening of RC columns with wrapped CFRP sheets

Eight specimens, including two strengthened after being loaded to yield level to imitate strengthening with some damage and one strengthened under a sustained axial load to imitate strengthening under service condition, were tested under constant axial load and lateral cyclic load to investigate seismic performance of RC columns strengthened with carbon fiber reinforced polymer sheets (CFRP sheets). The ductility enhancement with the confinement of CFRP sheets was studied by the strain development and distribution in the CFRP sheets. Based on the experimental results, a confinement factor of CFRP and an equivalent transversal reinforcement index were suggested. Thus, the seismic design method of the current Chinese seismic design code for RC columns can be directly used in determining the amount of CFRP required for seismic strengthening.     

碳纤维布对混凝土柱抗震加固的试验分析

根据 6个碳纤维布加固混凝土柱和 2个破坏后加固混凝土柱在反复荷载作用下抗震性能的试验结果 ,分析了碳纤维布对混凝土的约束和增加延性的作用 ,提出了碳纤维布有效约束系数的概念 ,从而使得碳纤维加固混凝土柱的抗震设计可直接套用混凝土结构的有关方法     

高层钢结构不同减震加固方案的抗震韧性评估

随着既有建筑减震加固需求的不断增加,如何从抗震韧性的新角度评估减震加固方案的合理性成为一个需要关注的问题。该文以一栋高层钢结构减震加固为例,从抗震韧性的角度对两种减震方案进行对比。首先基于数学算法,从PEER(Pacific Earthquake Engineering Research Center)地震动数据库中选取20条地震波,使所选地震动的加速度反应谱均值和目标谱吻合,并实现每条反应谱在结构基本周期点和目标谱完全吻合;通过3000次蒙特卡洛模拟,得到修复费用、修复时间和伤亡率的对数正态分布函数,并取84%分位值作为代表值,以比较两种加固方案的优劣;提出加固收益率的概念,并从加固收益的角度重新评估两种方案的经济效益,结果表明阻尼器较多的加固方案可能造成加固成本大于修复成本,使阻尼器数量较少的加固方案更加经济合理。该文的工作是抗震韧性在减震加固中方案评估中的应用,完善减震加固理论体系,为抗震韧性的在减震加固工程中的应用提供借鉴。     

碳纤维布加固开洞砖墙体试验研究及有限元分析

对碳纤维布加固开洞墙体在低周期往复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究及有限元模拟分析,通过对比加固前后试件的受力、变形及破坏特征等,分析了碳纤维布加固对该类砌体结构抗震性能的影响,并比较了不同方案的加固效果.研究表明碳纤维布用于低强度墙体的抗震加固是有效的.     

锈蚀低矮钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

模拟近海大气环境对5榀不同设计参数的低矮RC剪力墙试件进行加速锈蚀试验，达到预期锈蚀目标后，对锈蚀试件进行拟静力试验，旨在研究不同水平分布筋间距和不同暗柱纵筋直径对锈蚀低矮RC剪力墙承载力、变形能力及剪切滞回特性等抗震性能的影响。结果表明:沿暗柱纵筋的锈胀裂缝较沿水平分布筋和暗柱箍筋的宽，而水平分布筋和暗柱箍筋的锈蚀率则比暗柱纵筋的大；随着水平分布筋间距的减小，锈蚀试件剪切破坏程度降低，剪切变形减小，而试件承载力、延性和耗能分别有不同程度的提高，其中以延性提高幅度最大；随着暗柱纵筋直径的增大，锈蚀试件受弯能力得到较大提升，剪切破坏程度增加，剪切变形增大，试件承载力、延性和耗能亦分别有不同程度的提高，其中承载力提高最多，延性和耗能提高相对较少。     

BFRP模壳加固混凝土墩柱抗震性能试验研究

针对围堰、沉箱等方法加固水下桥梁墩柱需排水施工、成本高、施工困难以及施工周期长等问题,提出BFRP模壳不排水快速加固水下混凝土墩柱技术。为研究该种方法加固混凝土墩柱的抗震性能,设计并制作了5个BFRP模壳加固墩柱和3个未加固普通混凝土墩柱进行低周反复荷载试验,研究了各柱的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力及延性,并分析了BFRP模壳加固、混凝土膨胀剂、长细比等因素对墩柱抗震性能的影响。结果表明：BFRP模壳加固后的试件破坏类型为压弯破坏;BFRP模壳加固后,试件的滞回曲线较为饱满,峰值荷载提高了100%~138%,位移延性系数提高了0.4%~38%,耗能能力得到显著提高,总体上,抗震加固效果良好。     

CFRP加固砖墙试验研究及有限元分析

对CFRP加固开洞墙体在低周往复荷载作用下的抗震性能进行试验研究及有限元模拟分析,通过对比加固前后所得的各项试验数据,分析了CFRP加固对该类砌体结构抗震性能的影响,并比较了不同方案的加固效果。研究表明:CFRP用于低强度墙体的抗震加固是有效的。