碳纤维布加固锈蚀钢筋与混凝土黏结力试验研究

采用碳纤维布加固是钢筋混凝土结构加固的常用方法,而加固后钢筋与混凝土的黏结力是衡量其加固效果的关键点。钢筋采用电化学加速锈蚀方法,研究了碳纤维布加固锈蚀钢筋与混凝土的黏结力,对比分析了钢筋具有相同理论锈蚀率下的3组试验方法:未加固锈蚀试件、锈蚀后加固和锈蚀前加固。试验结果表明:碳纤维布加固试件能够显著提高其黏结力,尤其是钢筋锈蚀前加固试件;碳纤维布加固使得试件破坏状态由劈裂破坏转变为钢筋拔出破坏;随着钢筋锈蚀率的增大,未加固试件的黏结力显著下降;钢筋锈蚀前加固试件,其黏结滑移曲线下降段较为平缓。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

通过10根碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁和2根锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳试验,研究了钢筋锈蚀率、碳纤维布加固量、荷载比、加固前损伤等因素对碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁弯曲疲劳性能的影响。试验结果表明,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的典型疲劳破坏过程仍具有三阶段发展规律,但其第二阶段在整个发展过程中所占的比例有所下降。钢筋的疲劳性能是控制加固梁疲劳破坏的主要因素,随着钢筋锈蚀率的增加,梁的疲劳寿命急剧缩短,其破坏形式为受拉钢筋脆性断裂,外贴碳纤维布加固则能明显改善锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能、提高梁的疲劳寿命,避免锈蚀钢筋疲劳断裂后梁突然失去承载力。基于此,提出了采用粘贴碳纤维布提高锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的设计步骤。荷载水平提高以及加固前的损伤均会降低混凝土梁的疲劳寿命,因此在钢筋混凝土结构使用过程中应尽量避免超载现象,并应及时对损伤结构进行修复、加固。     

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。     

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。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能试验

完成了粘贴碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明,碳纤维布加固可以明显提高梁的疲劳寿命,减小粱的变形,提高梁的疲劳抗裂性能。因此,粘贴碳纤维布可以较大提高锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能,延长锈蚀钢筋混凝土结构的使用寿命,为碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土结构的长期疲劳性能研究提供了试验依据。     

碳纤维布在锈蚀钢筋混凝土结构加固中的应用研究

根据碳纤维性能特点及在工程加固中的应用，给出锈蚀结构受弯构件正截面承载力加固公式；并针对碳纤维布加固特点，与电化学加固法，粘钢加固法加以对比。     

碳纤维布用量对劣化混凝土梁加固效果的影响

对劣化混凝土梁分别粘贴1层和2层碳纤维布后进行正截面受弯试验.从破坏模式、极限承载力及刚度变化等角度研究用碳纤维布加固的劣化混凝土梁(以下简称加固梁)的力学性能,重点分析碳纤维布用量对加固梁极限承载力和刚度的影响,以研究碳纤维布的有效利用率γ.结果表明:加固梁受弯时存在受压区混凝土压碎、碳纤维布拉断和黏结层剪断3种破坏模式.锈胀开裂前,加固梁极限承载力受碳纤维布用量影响程度较小;锈胀开裂后,加固梁极限承载力随碳纤维布用量增加而增大,直至再次发生受压区混凝土压碎破坏.锈蚀钢筋弹性模量与剩余截面积的乘积和碳纤维布弹性模量的比值是影响加固梁刚度变化的主要因素.碳纤维布有效利用率γ受其拉断破坏时用量Acf,min与剪断破坏时用量Acf,max影响,即Acf,min/Acf,max≤γ≤1.     

媒体重头文章概览

正《土木建筑与环境工程》02/2016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张拉设备,     

碳纤维布加固混凝土结构技术

介绍了碳纤维布加固技术及其特点和适用范围,研究了碳纤维布加固技术原理,结合具体工程实例,阐述了碳纤维布加固混凝土结构施工工艺,得出碳纤维布加固技术值得推广的结论。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁干湿循环试验

通过对现场和实验室取得的碳纤维布加固锈蚀试件进行100 d的干湿循环试验,研究了锈蚀构件碳纤维布加固后在盐溶液中的耐久性能。试验结果表明,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土构件在盐溶液中的耐久性能显著增强。     

内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁受力性能试验研究

通过对内嵌预应力碳纤维加固混凝土梁的静力加载试验,对其受力过程、破坏形态、承载力、延性和变形情况进行了分析。试验结果表明：内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁能大幅度提高被加固梁的开裂荷载和极限荷载,延迟裂缝开展,改善梁的正常使用状态;有效减小加固构件的变形,延缓筋材屈服,充分利用碳纤维筋的高强性能;且随着加固量及初始预应力水平的提高,被加固试件的延性有所降低。内嵌预应力碳纤维筋加固法能有效解决现有加固方法在材料利用不充分,粘结剥离破坏等方面的缺点,是一种行之有效的加固方法。     

框架结构碳纤维加固技术

介绍了碳纤维加固的特点,通过具体工程实例,从施工准备、工艺流程、施工注意事项等方面对框架结构碳纤维加固技术进行了描述,以提高人们对碳纤维加固技术的认识,推广碳纤维加固技术的应用。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度

利用外加电流加速锈蚀法获得锈蚀钢筋混凝土梁,对其粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验,并对加固试验梁建立有限元模型,研究其在静力荷载作用下的抗弯刚度和变形能力。结果表明,随钢筋锈蚀率增大,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度发生退化,极限变形能力逐渐削弱。粘贴纵向碳纤维布在一定程度上能够提高锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度,设置横向U形箍则能有效提高加固体系的整体工作性能。在试验及分析结果基础上,按照传统钢筋混凝土梁截面抗弯刚度解析分析方法的思路,引入钢筋应变综合系数来考虑锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能退化对梁抗弯刚度的影响,并根据试验梁和钢筋不同锈蚀程度有限元模型梁的计算刚度进行反推计算,建立了钢筋应变综合系数的计算公式,进而提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方法。与试验结果及有限元模拟分析结果的比较表明,所提计算方法具有较高的精度。     

粘贴碳纤维布加固混凝土结构施工技术

对于已建成的混凝土结构建筑,由于各种原因可能致使混凝土结构的适用性,耐久性和安全性能不能满足规定和使用要求,这些均要求对原有的混凝土结构进行加固,近年来,工程界已开始使用新型加固技术一粘贴纤维布加固混凝土结构。本文对碳纤维布加固混凝土梁板的施工技术进行了详细地阐述,有利于碳纤维布施工时避免质量问题和通病。     

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。     

碳纤维织物补强加固混凝土结构研究

碳纤维织物补强加固混凝土结构技术是一种新兴的科技含量较高的建筑物加固技术,得到了工木工程界及科研单位的广泛重视.论文针对国内外近几年来在碳纤维织物基本力学性能、碳纤维织物约束混凝土受压应力-应变全曲线、碳纤维织物补强加固钢筋混凝土梁正截面及斜截面承载力、碳纤堆织物补强加固钢筋混凝土柱(包括长柱和短柱)承载力和增强抗震性...     

金草田系列加固技术在某疗养院餐厅加固中的应用

某疗养院餐厅系20世纪50年代建筑,其一层地板、梁因年久失修产生大量裂缝。通过研究结构的破坏机理,介绍了JCT金草田堵缝、粘钢与碳纤维加固技术在结构加固中的设计原理、计算方法及施工技术与工艺,对加固技术的进一步发展进行了探索和研究。     

RECENT DEVELOPMENTS IN FRP STRENGTHENING TECHNIQUES

This paper mainly gives a State-of-the-Art report of recent development in FRP strengthening techniques for structural rehabilitation by starting with a brief review on some achievements in clarifying bonding/debonding mechanisms and developing evaluation/design methodology for predicting debonding failure caused by intermedioate flexural cracks of con crete.Due to some drawbacks of current FRP bonding technique,two effective FRP strengthening methods,i.e.FRP prestressing and hybrid strengthening techniques,are investigated in detail to make full advantage of FRP composite materials.Combining with the newly develiped PBO fiber sheets,a more effective prestressing method is established as compared with carbon fiber sheets,a more effective prestressing method is established as compared with carbon fiber sheets,where several anchorage treatments are also established to prevent anchorage bond failure due to high shear stress concentration after release of prestressed FRP ends.In addition,the fatigue performance of RC beams externally strenghened with prestressed PBO fiber sheets is experimentally studied.For the developments of hybrid composites and their strengthening methods,both experimental and analytical studies are performed to clarify the hybrid strengthening behavior in structures.     

碳纤维片材加固混凝土结构的技术要点

碳纤维片材因其优异的物理力学性能而被广泛应用于钢筋混凝土构件的修复、加固及抗震加固。文章从概念设计出发,遵循《钢筋混凝土加固设计规范》(GB50367-2006)的原则,在设计、选材、施工等几个方面介绍了碳纤维片材加固混凝土结构的技术要点,以供广大结构工程师参考。