预应力CFRP板加固曲面混凝土梁施工工艺研究

CFRP板是一种具有抗拉强度高、收缩小、耐环境腐蚀等优点的新型修补材料,利用CFRP板加固技术能有效提高混凝土构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。其与CFRP板胶黏剂结合形成的加固薄层能与被加固的混凝土构件很好地共同工作,且对原构件的尺寸加大很少。用预应力CFRP板加固技术对北大河大桥加固实践中,利用碳纤维板托板设计解决了曲面混凝土预应力CFRP板加固工程消耗大的问题,并详细介绍了预应力CFRP板加固技术的施工工艺流程及施工要点。     

CFRP板嵌入式加固钢筋混凝土梁试验研究

对CFRP板嵌入式加固钢筋混凝土梁进行静力受弯试验研究,分析板条宽度,配筋率,嵌贴长度对开裂荷载,屈服荷载,极限荷载,曲率延性以及构件刚度的影响。试验结果表明:在保证足够CFRP板嵌贴长度条件下,随着加固量的增加,梁的抗弯承载力和刚度明显提高;加固梁与对比梁相比,曲率延性降低。     

端锚预应力CFRP板加固混凝土梁的施工技术研究

介绍预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的施工工艺和技术,包括预应力CFRP板的张拉设备、加固施工流程和技术要点等,利用自行研制的预应力CFRP板配套锚具,完成了6根预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的受弯试验。结果表明：与非预应力CFRP板加固方法相比,可提高构件的受弯承载力和抗裂度,该加固技术可直接应用于实际工程。     

CFRP加固混凝土连续板的试验研究

通过四块连续板的试验,对外贴碳纤维复合材料(CFRP)加固连续板的受力性能进行了研究.加固方式有板面、板底粘贴一层、二层CFRP条带.试验中,测试了板的挠度、材料应变随荷载的变化,观察了加固构件的破坏过程和破坏形式.试验结果表明,外贴CFRP加固能大幅度提高板的承载力.构件的刚度也因此提高.另外,本文还通过一些理论分析,计算了加固板的承载力,计算结果与试验结果吻合得较好.     

CFRP网格加固混凝土板抗弯性能试验研究

通过对不同CFRP网格加固长度下混凝土板的力学性能的试验,探讨了CFRP网格作为加固构件的可行性,比较了不同CFRP网格加固长度对混凝土板的抗弯性能及破坏形态的影响。试验结果表明,与不加固板相比,加固板的抗弯性能明显增大,出现裂缝时板所能承受的荷载,板的屈服荷载和极限荷载也有所提高。随着网格加固长度的增大,混凝土板的破坏形态由剥离破坏转变成CFRP网格破坏。     

开孔CFRP板条与混凝土粘结性能试验研究

CFRP板条被广泛应用于钢筋混凝土的加固工程,CFRP板条加固混凝土时常发生粘结界面破坏。本文提出对CFRP开孔并控制孔径和孔距,以增强CFRP与混凝土的粘接界面强度以及CFRP板条与粘结界面的延性,提高构件极限承载力。通过拉拔试验,控制CFRP板条开孔孔径、开孔距离等,探究CFRP板条表面处理以及不同的加固方式对加固效果的影响。试验结果表明:开孔可以显著增加CFRP与混凝土粘结界面的延性,提高加固混凝土构件的塑性性能,且开孔孔径、开孔距离对粘结性能具有一定影响。同时CFRP板条内嵌式加固粘结性能明显优于外贴式加固,更有利于充分发挥CFRP板条强度。     

混凝土连续板边界改变后的CFRP片材加固设计

由于各种原因导致很多建筑结构需要进行加固处理。为了对因边界条件及设计荷载发生改变而需用CFRP布进行加固处理的楼板的加固设计作更深入的理解,对此类构件的加固理论及实际设计方法进行了深入的分析。文章主要通过深入分析板的设计计算理论基础、CFRP布加固板的受压区高度理论及具体的设计计算理论,以及引入实际工程实例进行计算分析,从而明确了板加固前后的力学特征及工作机理,证明了CFRP布加固板构件是非常有效的,同时说明了边界条件及荷载发生改变后的楼板需经过加固验算。可为设计人员提供很好的板加固设计参考。     

表层嵌贴FRP筋材加固钢筋混凝土梁受力性能研究

采用CFRP,BFRP,GFRP 3种筋材对钢筋混凝土梁进行表层嵌入式(Near surface Mounted-NSM)加固。通过对比不同筋材加固后构件的荷载位移曲线、开裂模式、破坏模式来分析对比3种筋材的加固效果。试验结果表明,使用嵌入式方法加固可以有效地提高构件的抗弯承载力,构件的刚度和抗裂的基本性能也明显改善。其中嵌入CFRP筋材构件的承载力最高,其次是嵌入GFRP筋材,BFRP筋材构件。表层嵌贴FRP筋材加固钢筋混凝土梁具有良好的受力性能和较好的应用前景。     

CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁试验研究

在对5根CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁和1根未加固梁进行抗弯性能试验,研究该加固方法对试件承载能力、荷载-跨中挠度曲线以及裂缝发展情况的影响。试验结果表明:CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁可以显著提高构件开裂荷载和极限荷载,增加构件刚度,减小构件变形和抑制裂缝发展,具有明显的加固效果。     

预应力OFBG-CFRP智能板加固RC梁试验研究及荷载效应分析

初步应用内嵌光纤光栅应变感知元件的CFRP板开展预应力加固混凝土梁试验研究。首先,利用张拉反力架对利用碳纤维-光纤光栅拉挤成型工艺生产的复合板的感知性能进行了标定测试,得到了该智能部件的静态应变灵敏度,验证了感知元件与CFRP材料的协同变形能力。其次,基于OFBG-CFRP智能板对拟加固混凝土梁进行短期预应力损失测试,其应变数据与电阻应变片测试结果吻合良好,并以此针对新型夹片式锚具变形和CFRP板内缩值进行了修正。然后,进行了有黏结预应力CFRP板加固目标混凝土梁的加载破坏试验,验证了CFRP智能板及配套加固系统的加固效果。最后,理论推导了CFRP板监测应变与加固构件荷载效应关系,将其应用于目标混凝土梁加载全过程承载状态的反馈。试验结果表明,考虑到工程现场施工条件和人为因素,该智能部件可对加固系统进行原位测评,在此基础上,该系统能够对加固构件最不利荷载位置的承载状态实施监测与评估。     

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。     

CFRP板嵌入式加固钢筋混凝土少筋梁的抗弯性能研究

采用CFRP板对钢筋混凝土少筋梁进行了嵌入式加固,开展了不同加固方式试验梁的抗弯性能实验,分析加固长度、加固层数对加固效果的影响。实验得到了试验梁的荷载-挠度曲线、跨中钢筋荷载-应变曲线以及CFRP板的荷载变形关系,并对试件的破坏形态进行了分析。实验结果表明,嵌入式加固可以很好地提高试件的抗弯承载能力、改变试件的破坏形态,并随着加固材料长度和加固量的增加,加固效果更好。     

CFRP加固超龄钢筋混凝土构件的计算分析

通过对一超龄混凝土构件进行CFRP加固试验分析、理论计算以及有限元模拟分析,探讨了加固后构件的受力性能以及变形情况。结果表明,CFRP加固可以提高和改善钢筋混凝土构件的受力性能;实际的超龄混凝土板加固后承载能力比规范计算公式要偏低,对于超龄混凝土结构的加固计算,若借鉴规范公式计算应当予以折减;最后论证了所述的有限元模型的建立和分析与试验结果一致,可以模拟和反映构件的性能。     

钢筋混凝土构件CFRP加固抗爆性能探讨

介绍了碳纤维加固的技术手段及特点,并通过实验方法对CFRP加固钢筋混凝土构件的抗爆性能进行了分析研究,结果表明,混凝土梁、板、柱采用CFRP加固,抗爆能力得到了明显改善,值得推广。     

CFRP加固焊接钢结构的疲劳性能试验研究

由于焊缝自身的缺陷,导致大部分焊接钢结构是由于焊接接头的疲劳断裂而失效。碳纤维增强复合材料(CFRP)加固焊接钢结构应用研究较少,尤其是焊接构件加固之后的疲劳性能的试验和分析。通过试验和计算对比,定量分析对接焊Q345钢板在采用CFRP布加固前后的疲劳性能的改善,并基于BS7608标准,采用有限元软件ANSYS对CFRP布加固焊接Q345钢板进行受力分析,运用S-N曲线预估构件加固后的疲劳寿命。结果表明:CFRP布加固可有效增大焊接钢构件的疲劳寿命;合理修正S-N曲线后,可较准确的预估构件加固后的疲劳寿命。此次研究得到了较准确的结果,对焊接钢构件采用CFRP布加固后疲劳寿命的设计有参考意义。     

CFRP和混凝土叠合层加固预应力空心楼板的参数分析研究

基于课题组前期对CFRP与混凝土叠合层加固预应力混凝土空心板的受力性能试验及计算方法的研究,针对影响加固预应力混凝土空心板受力性能的不同因素进行了一系列参数化分析。其中,叠合层厚度、混凝土强度、CFRP加固量及覆盖率等对加固构件的承载力以及延性均有不同程度的影响,也同时影响了CFRP的剥离或拉断破坏模式。在实际加固工程中,应结合极限承载力的需要和使用要求,合理设计叠合层混凝土的强度和厚度;采用CFRP加固时,应尽量增大底板上CFRP的覆盖率,以充分利用CFRP的抗拉性能,节省CFRP的用量。     

预应力CFRP板加固混凝土梁设计理论研究

基于预应力高强度CFRP板加固混凝土梁的受弯试验与理论分析,对其设计理论进行了较系统的研究。提出了CFRP板预应力损失和预应力CFRP板加固混凝土梁抗裂度的计算方法。通过截面极限状态分析,分别提出了界限破坏、受压破坏和受拉破坏模式下受弯承载力的理论计算公式。建议CFRP板的张拉控制应力取为其极限抗拉强度的0.5~0.6倍。此外,在考虑预应力CFRP板等代的基础上,提出了预应力CFRP板加固混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法。     

基于ABAQUS的索节点耳板CFRP增强仿真分析

碳纤维复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,已被广泛应用于建筑结构加固领域。上海美的全球创新园区项目斜拉索节点外耳板经切割拼装后焊接而成,并采用CFRP板对焊缝进行加固。运用有限元分析软件ABAQUS,对CFRP板加固外耳板焊缝的效果进行模拟仿真。结果表明,在正常使用情况下耳板本身是主要的传力构件,CFRP板的利用率低,符合设计初衷;在节点外耳板焊缝失效的极端情况下,CFRP板的强度得到了充分的利用且能够防止破坏的进一步蔓延。     

端部锚固CFRP板加固RC梁IC剥离过程非线性分析1

端部锚固预应力碳纤维增复合板(Carbon Fiber Reinforcement Polymer Laminate,简称CFRP板)加固钢筋混凝土结构目前最为常见的抗弯加固方式,为探讨端部锚固CFRP加固RC梁IC剥离过程的起始和演化,文章基于部分黏结作用复合梁理论,利用内聚力开裂模型模拟界面层的剥离过程,通过引入含残余强度的四线性黏结滑移本构模型模拟CFRP板与钢筋混凝土梁之间相对滑移带来的界面的变形协调和应力变形行为的非线性特征和软化特性,得到单一裂缝模式下中间裂缝剥离过程中相应的界面黏结剪应力,相对滑移量、CFRP板轴力分布以及加固构件整体荷载 跨中位移,荷载 跨中CFRP板应变的响应曲线,并与文献提供的试验数据进行对比。结果表明,理论计算结果与试验结果基本一致,可以反映端部锚固CFRP板加固混凝土梁的实际受力状态,为端部锚固CFRP板加固混凝土梁的受力分析和设计提供了理论参考。     

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。