钢/BFRP混杂配筋混凝土梁受弯性能试验研究

纤维增强复合(FRP)筋已成为混凝土结构中替代钢筋的一种实用建筑材料。然而,FRP筋的脆性大大降低了纯FRP筋增强混凝土梁的延性。为了提高FRP筋增强混凝土梁的抗弯延性,同时保留其高强度的特性,在混凝土结构中将钢筋与FRP筋混合使用,组成钢/FRP混杂配筋混凝土梁。为了研究不同配筋率的混杂配筋梁的受弯性能,文章制作并测试了3种配筋形式的混凝土梁,包括1根普通钢筋混凝土梁。1根玄武岩纤维复合(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋增强混凝土梁和3根钢筋与BFRP筋混杂配筋梁,并对其受弯性能进行试验研究。研究的主要参数为配筋率和BFRP与钢筋的面积比。试验结果表明:钢/BFRP混杂配筋混凝土梁在极限承载力和耐久性等方面要优于普通钢筋混凝土梁;与纯FRP筋增强混凝土梁相比,钢/BFRP混杂配筋混凝土梁具有更高的延性和更好的使用性能。钢筋的加入可以提高钢/BFRP混杂配筋混凝土梁的抗弯延性。     

带初始材性缺陷梁加固后力学模型研究

既有混凝土结构难免存在带有初始材性缺陷的 ＲＣ构件,其加固可行性及力学行为与正常混凝土构件不同,当前缺乏针对性研究成果。为此,采用玄武岩纤维（ＢＦＲＰ）布加固了 2根混凝土材性不符合设计要求的 ＲＣ梁,另有 1根未加固梁作为对比梁,共计测试了 3根梁。通过试验加载观察缺陷梁在加固前后的受力特征、破坏模式和极限抗弯承载力,分析相应的力学模型,最后根据极限状态下的破坏模式,采用“系杆 －拱”模型推导出缺陷梁加固后极限承载力计算公式。结果表明:随着外荷载和破坏程度的增加,加固梁由正截面抗弯模型进化到“梳状拱”受力模型,再变为极限状态下的“系杆 －拱”模型;梁底 ＢＦＲＰ布加固结合梁端 Ｕ型锚固措施可以有效提高缺陷梁的抗弯刚度、屈服荷载和极限承载力;提出的承载力计算公式计算值和试验值吻合良好且适中保守。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱的试验研究

为研究粘贴玄武岩纤维布(BFRP)的钢筋混凝土矩形偏心受压柱的力学性能,制作了9根粘贴玄武岩纤维布(BFRP)的钢筋混凝土矩形偏心受压柱。通过考虑纵向纤维布的层数、横向纤维布的宽度、间距、层数等不同参数的变化,分析探讨了加固前后柱的破坏形态、承载力及延性。结果表明:纵向受拉侧粘贴BFRP可以明显提高构件的承载力,但不能明显改善柱子的延性。若加上横向纤维箍后,却能极大地改善柱子的力学性能。而且在相同加固量情况下,条带分条宽度越小、加固净距越小,加固效果越明显。最后还提出BFRP加固钢筋混凝土偏压柱的理论计算公式。     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁试验研究

采用试验和有限元分析相结合的方法,分析了外贴CFRP布加固梁的承载能力、变形特性、破坏形式和CFRP布加固承载机理.研究表明:外贴CFRP布加固能有效地提高钢筋混凝土梁的承载能力;CFRP布加固梁的刚度随CFRP布粘贴层数的增加而增加;CFRP布的高强特性在受拉钢筋应力水平较高时发挥得较充分;CFRP布加固不仅可以提高钢筋混凝土梁的承载能力,而且可以大幅度地提高其安全储备.     

预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的受力试验

采用预应力碳纤维布(CFRP)、非预应力CFRP加固钢筋混凝土梁与未加固对比梁进行受力试验,分析了预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的破坏特征,研究CFRP预应力和混凝土预裂对加固钢筋混凝土梁的裂缝、挠度、混凝土和CFRP应变、开裂荷载、屈服荷载和极限荷载的影响。结果表明:对CFRP施加预应力可充分发挥其高强的特性;预应力CFRP可明显增强加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,提高开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,提高截面抗弯刚度,增大极限破坏时的挠度和延性,减小裂缝宽度和延伸长度;混凝土预裂将在一定程度上降低预应力CFRP对加固梁抗弯性能的增强作用。     

预应力CFRP布加固混凝土大偏心受压柱试验研究

为改善被加固混凝土大偏心受压柱的受力性能,提出在柱周缠绕粘贴CFRP布、柱受拉侧粘贴CFRP布复合加固技术。设计了四根尺寸、材料与配筋均相同的混凝土大偏心受压柱,分别采用不同加固方式加固,通过静力加载试验,研究预应力CFRP布加固柱的受力性能,分析不同加固方式的加固效果。研究表明,大偏压柱在纵、横向分别粘CFRP布加固后,柱的承载力有了明显的提高,裂缝分布均匀且裂缝宽度小,延性明显提高。     

预应力碳纤维布加固梁斜截面承载力实验与分析

为提高被加固混凝土梁的抗剪承载力,提出在梁底粘贴预应力碳纤维布和在梁端部两侧粘贴碳纤维布复合加固技术。设计了5根无腹筋混凝土梁,进行静力加载试验,试验分析不同加固方式对混凝土梁的抗剪承载力影响,同时对复合加固混凝土梁的斜截面承载力进行理论分析和推导,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好。     

预应力碳纤维布与钢板复合加固混凝土受弯构件

为提高碳纤维布利用程度,改善被加固混凝土受弯构件的受力性能,提出采用粘贴预应力碳纤维布和粘贴钢板复合加固技术.简单介绍了对碳纤维布具有张拉与锚固功能的新型"拉锚一体化"技术和机具,对5根不同加同情况的混凝土梁进行静力加载试验,观察、分析了不同加固情况构件的破坏过程、正截面受弯承载力、荷载一挠度曲线、裂缝开展情况及破坏现象,分析这种复合加固方法的受力特点以及所加固梁的受力性能,提出了具有一定工程实用价值的技术方法与建议.     

预应力碳纤维布加固无腹筋混凝土梁试验研究

为改善被加固混凝土梁的抗剪性能,提出在梁底粘贴预应力碳纤维布和在梁端部两侧粘贴碳纤维布复合加固技术.本文设计了五根无腹筋混凝土梁,进行静力加载试验,试验分析预应力碳纤布加固后的斜截面受力性能,研究不同加固方式对混凝土梁的抗剪承载力影响,提出了具有一定工程实用价值的技术结论与建议.     

碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土梁抗剪性能的试验研究

该文阐述了对10根考虑二次受力的碳纤维布加固钢筋混凝土梁进行抗剪性能的试验研究,试验中考察了碳纤维布的数量、间距、层数以及加固时的应力水平对加固效果的影响。试验研究表明,碳纤维布加固钢筋混凝土抗剪梁具有良好的加固效果,碳纤维布不同间距、粘贴层数、粘贴角度及预加载的大小等因素对加固梁加固效果影响较大。     

FRP混凝土梁的抗弯性能研究

钢筋的锈蚀一直是影响混凝土结构安全性、耐久性的主要原因。纤维增强聚合物(FRP)因具有耐腐蚀性好,质量轻、强度高的特点,被认为是可以替代钢筋的理想材料。然而,纤维材料由于材性不同会导致使用性能上存在较大的差异,因此文章采用等刚度原则研究了不同FRP筋在混凝土梁中的抗弯性能表现,试验的结果可为筋材在设计使用时提供参考。     

基于二元方差分析的钢纤维混凝土力学特性研究

通过室内试验开展了钢纤维体积率、基体混凝土强度等级两种不同试验因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度指标的影响分析，并采用二元方差分析方法进行了对比验证。研究结果表明：钢纤维体积率、基体混凝土强度等级是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素；随着混凝土强度等级、钢纤维体积率的增加，钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗剪强度和抗折强度均呈增长趋势，但增幅会逐渐趋缓；基体混凝土强度等级对混凝土劈裂抗拉强度作用更明显，而钢纤维体积率对钢纤维混凝土抗剪和抗折强度作用更明显；二元方差分析验证结果与钢纤维混凝土指标影响实验一致。研究成果可为实际工程中优化钢纤维混凝土配合比设计提供参考依据。     

CFRP外包膨胀混凝土组合梁的抗弯性能

预应力混凝土结构在抗裂和抗渗方面都有着天然的优势,然而复杂的张拉工艺和严格的锚具制作制约了其在实际工程中的应用和发展。为研究出新型预应力结构,提出了CFRP外包膨胀混凝土组合梁技术,并对5根膨胀混凝土组合梁(SHCC)和5根普通混凝土组合梁(PCC)进行了抗弯性能试验研究。试验主要考虑了混凝土的种类、CFRP片材的层数和布置形式。试验结果表明,在CFRP增强方式相同的情况下,SHCC试件比PCC试件表现出了更好的延迟开裂、控制裂缝宽度和承受荷载的能力。组合梁的承载力随CFRP配筋率的增加而增大,然而过大的配筋率会使组合梁的破坏形态由弯曲破坏向弯剪破坏转变。在配筋率相同的条件下,相比CFRP对称布置,偏心布置CFRP组合梁试件表现出的抗弯性能更加优越。     

纤维聚合物筋混凝土的粘结机理及锚固长度的计算方法

通过利用拉拔试验和梁式试验得到的纤维聚合物筋与混凝土粘结性能的试验结果，探讨了混凝土强度、锚固长度、纤维聚合物筋直径、混凝土浇筑深度对粘结性能的影响，比较了纤维聚合物筋混凝土与钢筋混凝土的粘结性能，分析了纤维聚合物筋与混凝土之间的应力传递机理。最后，提出了可用于指导设计的计算纤维聚合物筋锚固长度的公式。     

预应力玻璃纤维布加固已损混凝土梁的试验研究

提出粘贴预应力玻璃纤维布加固混凝土梁的技术。设计了5根不同加固情况的混凝土梁,分别试验观测其正截面受弯承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,裂缝开展情况及破坏现象,分析加固梁的受力特点以及受力性能,探讨不同受损程度对加固效果的影响,提出了实用技术与建议。     

PVA纤维增强混凝土的弯曲韧性

为了掌握具有高强度和弹性模量的聚乙烯醇纤维(PVA)增强混凝土的抗弯韧性,对PVA纤维混凝土的弯曲韧性进行了系统试验,测定了不同纤维掺量纤维混凝土梁的荷载—挠度全曲线。基于美国ASTM方法,分析了PVA纤维增强混凝土的弯曲韧性。研究表明:PVA纤维可显著提高混凝土抗弯韧性和变形能力,纤维掺量为0.78kg/m3、1.0kg/m3和1.3kg/m3时,韧性指数I5分别比素混凝土提高2.89、2.82和3.24倍,I10分别比素混凝土提高4.33、5.08和6.29,I30分别比素混凝土提高7.91、7.98和8.83。在纤维体积率相同情况下,PVA纤维混凝土抗弯韧性高于聚丙烯纤维混凝土;PVA纤维使混凝土由脆性破坏变为延性破坏。     

纤维增强聚合物条带约束混凝土圆柱的耐久性

通过碳化、盐溶液干湿循环下碳纤维增强聚合物布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带约束混凝土圆柱耐久性试验,对比分析了环境作用、纤维布类型、粘着剂类型(胶Ⅰ和胶Ⅱ)对混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,无论是否受环境作用,纤维增强聚合物约束圆柱的轴向应力-应变关系基本呈双线性,其强度与延性都比无约束混凝土圆柱有一定提高.碳化环境对CFRP和GFRP约束圆柱基本没有影响,盐溶液干湿循环作用后FRP条带约束混凝土柱的强度、刚度和延性降低.CFRP约束柱比CFRP约束柱耐干湿循环性能好.此外,胶的种类对耐久性也有一定影响.     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

不同标号沥青对心墙沥青混凝土弯曲性能的影响

沥青作为沥青混凝土的重要组成部分,无论是沥青自身质量性质还是其在沥青混凝土中的含量,对心墙沥青混凝土的性能有很大影响。通过小梁弯曲试验,研究了克拉玛依50^#,70^#,90^#,110^#,160^#沥青对心墙沥青混凝土弯曲性能的影响。试验结果表明:沥青混凝土抗弯强度对应的应变随着沥青标号的增大而增大,沥青标号的提高有助于沥青混凝土变形能力的提高,但会使抗弯强度与模量降低;沥青标号对沥青混凝土强度的影响随着沥青标号的升高而减小,高标号沥青对于心墙沥青混凝土强度影响变幅不大,在强度满足要求的情况下,应优先考虑高标号沥青。研究结果可为沥青混凝土心墙沥青标号的选择提供参考。