预应力FRP增强RC梁界面剪应力分析

粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率.从理论分析着手,推导了预应力FRP片材增强RC梁界面层的剪应力的计算公式,分析了预应力作用下FRP片材和混凝土之间的界面层剪应力分布,并通过有限元对碳纤维薄板(CFL)增强RC梁作了数值实验验证.探讨了初始预应力施加量,FRP片材的厚度以及界面层厚度对界面剪应力的影响.     

预应力螺旋肋筋内嵌混凝土梁加固性能研究

针对现有加固方法的不足,提出了内嵌预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的加固方法.通过7根梁试件的静力加载试验,对内嵌预应力和非预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的力学性能进行了较为系统的研究.结果表明,内嵌预应力螺旋肋筋加固是一种非常有效的加固方法,它不但能够克服外贴FRP片材加固混凝土梁引起的剥离破坏,还可以弥补内嵌非预应力螺旋肋筋加固混凝土梁的不足,大幅度提高被加固梁的开裂荷载和屈服荷载,改善梁的裂缝开展情况,提高梁的抗变形能力.研究结果为该加固方法在工程中的应用提供了依据.     

表层嵌贴预应力CFRP板条加固钢筋混凝土梁的应力传递行为

表层嵌贴预应力FRP板条加固钢筋混凝土结构技术可充分发挥FRP材料强度,且不需设置永久锚具,具有较大的潜力。以试验得到的嵌贴FRP混凝土粘结滑移关系为基础,建立了嵌贴预应力CFRP板条与混凝土的粘结应力微分方程,并根据边界条件推导了方程的解析解,得到了嵌贴预应力CFRP板条放张后界面粘结应力、CFRP拉伸应力的分析模型。与试验结果的比较表明,该模型得出的界面粘结应力及CFRP拉伸应力与试验结果吻合较好。在此基础上,考虑放张后CFRP混凝土界面不出现剥离的条件,分析了粘结界面能抵抗的最大容许预应力。     

内嵌预应力CFRP筋加固RC梁关键问题探讨

针对通过外贴纤维片材和内嵌纤维材料加固混凝土构件易发生剥离破坏和粘结层破坏等问题,提出一种加固方法：首先对碳纤维增强聚合物筋施加预应力再嵌入混凝土结构表面已剔好的沟槽中,然后用胶粘剂填充．概述该方法国内外研究现状,指出影响内嵌预应力FRP筋加固效果的因素：预应力张拉设备、专用锚具、顸应力大小、纤维用量等．结合研究现状,提出今后内嵌预应力CFRP筋加固混凝土梁的研究方向．     

预应力片材加固负载RC梁受弯承载力分析

分析有初始弯矩作用时,预张纤维片材粘贴加固混凝土梁中加固材料相对该处混凝土滞后应变或超前应变的计算方法和纤维片材中有效预应力的取值;对预应力FRP粘贴加固梁构成的复合截面,分析各种可能应变组合下的受弯极限状态,给出两大弯曲破坏类型(分别由片材拉断和混凝土压碎引发)的界限判别条件和极限承载力计算表达式.试验分析表明,极限承载力试验值与计算值比值的均值为0.99,变异系数为0.047.     

预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的恢复力模型

作为一种新型建筑材料,FRP具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,非常适合作为预应力筋材料.通过4根预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下的试验研究,根据预应力FRP筋混凝土梁在低周反复荷载下滞回曲线的特点,提出了适合于预应力FRP筋混凝土梁的弯矩-曲率恢复力模型,并与试验结果进行了比较,计算模型与试验结果吻合良好。     

FRP与砌体界面的粘结承载力

目的 建立FRP与砌体界面的粘贴承载力模型.方法 对8个试件进行FRP与砌体界面的粘结强度的试验,试验前需对FRP浸胶处理,采用液压千斤顶等速连续加载,拉拔力由荷载传感器计量,纤维片材的应变采用电阻应变计测量,试验数据由UCAN70A采集.结果 结合试验数据,考虑块体、砂浆强度和考虑FRP布约束的因素,建立新的FRP与砌体界面的粘贴承载力计算公式.结论 提出的FRP与砌体界面的粘结承载力计算模型,为广大工程计算人员提供计算依据.     

FRP加固混凝土偏心受压柱力学性能的试验研究

设计制作了12个钢筋混凝土圆柱试件,分成3组进行试验,每组受荷时的偏心距分别为0,20,40 mm,每组各有4件试件,分别制成钢筋混凝土柱、外贴3层CFRP的钢筋混凝土柱、内掺体积率为1.5%钢纤维的钢筋混凝土柱、外贴FRP加内掺钢纤维的钢筋混凝土柱.试验在500 t的液压试验机上进行,试验结果表明,外包FRP能提高混凝土构件的抗压承载力,而掺加钢纤维能提高它的延性.     

环向预应力FRP约束混凝土圆柱应力应变关系

环向预应力FRP能够对核心混凝土提供主动约束,避免FRP的应力滞后问题,增强约束效果。在设计时若采用非预应力FRP约束混凝土的计算模型和应力应变关系模型,将会造成很大的误差。引入与环向预应力大小有关的初始约束应力和有效约束应力,并依据已有的试验数据和有限元模拟,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变的计算模型;分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的初始弹模,借鉴已有的FRP约束混凝土的应力-应变关系模型,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的三线性应力-应变关系模型,计算结果与试验结果吻合良好。     

FRP与砌体界面粘贴-滑移本构关系的适用性研究

对8个外贴FRP条加固砌体构件的粘结性能进行了试验,分析FRP应变以及局部粘结剪应力发展规律,计算得到了局部粘结应力一滑移关系曲线。通过对试验结果的统计回归分析,FRP与砌体的粘贴强度主要与砌体强度有关,并提出2种FRP与砌体界面的局部粘结剪应力一滑移本构关系数学模型。2种本构关系与试验的结果均吻合较好,可为砌体加固工程应用提供借鉴。     

复合材料加固混凝土梁斜截面承载力的研究

外粘贴纤维复合材料(FRP)加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力与加固方式、FRP材料、FRP-混凝土界面应力和混凝土梁的原始参数有关。针对汶川地震中大量的斜截面破坏问题,分析了不同的加固方式、加固材料、配箍率、剪跨比和混凝土强度等参数对加固效果的影响。结果表明:FRP综合加固后混凝土梁斜截面承载力和变形能力明显提高,混凝土裂缝扩展延缓,加固效果明显;其中剪跨比和混凝土强度对加固后梁的挠度影响较大,而配筋率对加固后梁的承载力和变形能力均有较大影响,但对承载力影响最明显。同时对外贴FRP加固后混凝土梁的斜截面承载力进行理论分析,通过与已有的理论计算公式相比较,理论计算结果与试验结果符合较好。     

混杂FRP加固腐蚀混凝土柱抗震性能试验

为了研究外贴混杂纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,简称FRP)加固腐蚀混凝土柱的抗震特性,对10根柱进行了低周反复加载试验,其中4根柱为对比柱,3根柱直接采用混杂FRP加固,其余3根柱在腐蚀后采用混杂FRP加固.试验研究了轴压比、配箍率对腐蚀柱抗震性能的影响.结果表明:钢筋腐蚀在一定程度上使混凝土柱的破坏呈明显的脆性;混杂FRP可以有效地改善腐蚀柱的抗震性能,延性和耗能能力提高显著,但承载力提高有限;当腐蚀率为5.1%时,混杂FRP加固腐蚀柱的位移延性系数、累积耗能与腐蚀未加固柱相比,最大可分别提高123%和12.5倍.     

外粘复合材料加固钢筋混凝土梁的有限元静力分析

采用叠层梁模型并基于线源性假设，给出了开裂前的外粘复合材料加固钢筋混凝土梁的有限元模型，用MARC软件对在对称集中静载作用下的加固梁进行了静力分析。结果表明，外粘复合材料(一层／多层)可显提高梁的强度与刚度。     

FRP加固矩形RC短柱极限承载力分析

通过FRP复合材料包裹RC短柱,从而提高RC短柱的承载力已被众多的工程实践证明是有效的,但FRP约束RC短柱的承载力计算公式却没有统一的规定,存在着许多问题值得商榷.通过对FRP约束矩形柱约束机理的讨论,在现有的本构模型分析的基础上,推导出FRP加固矩形短柱的极限承载力的计算公式,并分析了粘帖层数、粘帖方式、FRP的间距以及倒角半径r对RC短柱承载力的影响.     

钢筋混凝土结构增强纤维加固技术

纤维增强塑料(FRP)加强修补混凝土结构以其高强高效、防腐耐久、施工便捷、适用面广等多方面的优势,在工程中得到了广泛应用.用FRP进行加固后,构件的受力特点和破坏模式与普通钢筋混凝土构件的破坏形态有所不同,本文主要分析不同形式的钢筋混凝土受力构件采用FRP加固前后受力特点和破坏模式的区别,结论可供工程应用参考.     

FRP加固钢筋混凝土梁壁厚计算

在外部粘贴纤维增强复合材料 (FRP)来加固钢筋混凝土梁主要有 2种粘贴方式 ,即只在梁的底部粘贴和在梁的整个下半部粘贴 FRP。根据钢筋的屈服应变和 FRP的极限应变大小 ,通过理论分析分别给出了 2种粘贴方式下 FRP的最小厚度与最大厚度 ,并进行了实例计算。其结果为 FRP加固层的厚度确定提供了取值范围 ,对钢筋混凝土梁的加固方案设计具有参考价值。     

FRP-螺栓联合加固RC梁受剪承载能力试验研究

为了明确FRP-螺栓联合加固技术(hybrid bonded fiber reinforced polymer,HB-FRP)的抗剪加固效果,结合在役钢筋混凝土桥梁的损伤特点,对表面粘贴FRP加固(externally bonded fiber reinforced polymer,EB-FRP)与HB-FRP两种加固技术进行了详细的室内对比试验,对完整和预裂梁的试验结果进行了分析比较,研究了预裂度和不同FRP条带间距对HB-FRP效果的影响。试验结果表明HB-FRP是一种更可靠的桥梁加固技术,螺栓预紧锚固FRP能够很好地抑制FRP在混凝土表面的剥离,提高FRP与混凝土表面之间黏结力,限制FRP滑移,提高了斜截面的抗剪承载能力,为HB-FRP在桥梁加固维修中的应用提供了可靠依据。     

无粘结预应力U形CFRP加固混凝土梁抗剪试验

针对外贴纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁极易发生纤维剥离破坏、纤维利用率低且被动受力等问题,开发了一套U形纤维带预应力系统,包括侧面端部自锁锚固装置、角钢和底部连接及张拉装置.为验证该系统的可行性及探讨碳纤维带预应力大小对抗剪加固效果的影响,完成了5个较大截面矩形梁段试件的单点加载抗剪试验,其中1个未加固,4个采用无粘结预应力U形碳纤维带进行抗剪加固.试验结果表明:该系统能给U形纤维带提供可靠预应力,并把常见的纤维剥离破坏转变为拉断破坏,大大提高纤维利用率;施加预应力的纤维带对梁裂缝的产生与发展及开裂后梁刚度的退化均有明显的抑制作用;预应力大小对主斜裂缝倾角及直接参与抗剪的纤维带数量影响较大,但对这些纤维带的有效应变影响不大;并非预应力越大,抗剪加固效果越好,本试验中,仅将纤维带预应变张拉至0.001就能最大幅度提高梁的抗剪承载力.基于试验结果分析,从考虑竖向平均预应力对主斜裂缝倾角的影响入手,提出了无粘结预应力U形碳纤维带加固混凝土梁抗剪承载力公式,其计算值与试验值符合良好.     

预应力FRP筋嵌入式加固混凝土梁正截面承载力研究

对预应力纤维增强塑料（FRP）筋嵌入式加固混凝土梁正截面受力状态进行分析,并考虑二次受力对加固梁的影响,通过正截面强度计算的应变协调分析方法,对开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩公式进行推导和优化,得出简单实用的计算公式．计算结果与实验结果吻合良好,可为以后的研究和设计提供参考．     

高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析

为了给FRP加固钢筋混凝土板的耐火性能研究提供数值计算方法,实现FRP加固板高温下的热-力学耦合分析,在合理选取混凝土、钢筋及FRP材料力学性能参数的基础上,编制了FRP加固板高温下的非线性有限元分析程序,程序的有效性得到了已有试验结果的验证.基于程序对薄涂型防火涂料厚度、载荷比、混凝土板纵筋配筋率、FRP加固量、混凝土板厚及钢筋保护层厚度等对影响加固板跨中位移的相关参数进行计算分析.结果表明:防火涂料厚度、火灾载荷比以及FRP加固量对加固板耐火性能有显著影响;混凝土板厚及钢筋保护层厚度也对火灾下的加固板挠度产生影响;而跨中挠度随混凝土板纵筋配筋率的变化不明显.