CFRP加固混凝土梁的冻融试验研究

FRP材料在土木工程加固中的应用越来越广泛,碳纤维(CFRP)虽然在加固工程中已得到广泛应用,但其长期的加固性能尚未得到证实.尤其在我国北方较寒冷地区,冻融破坏是造成潮湿环境中混凝土结构破坏的主要原因,因此研究冻融循环对碳纤维加固的混凝土构件的影响很有现实意义.本研究采用快速冻融试验的方法,分析冻融循环对混凝土梁及碳纤维加固梁的性能影响.试验研究显示碳纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求.     

CFRP布NSM加固砼梁的抗弯性能试验研究

对3根对比梁和8根加固梁进行了试验研究.结果表明,CFRP布NSM加固能有效提高混凝土梁的抗弯承载力.根据混凝土构件中各种材料的应力-应变关系及变形协调原理,提出了考虑二次受力时FRP材料嵌入式加固混凝土构件正截面抗弯极限承载力的计算方法.另外,不同初始弯矩作用下,加固梁的极限承载力几乎相同.     

碳纤维布加固二次受力RC构件轴拉数值

目的 研究碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土构件轴拉的受力性能,探讨预加载程度、持载程度和构件开裂荷载、极限荷载之间的定量关系.方法 采用大型通用有限元软件建立了碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土轴心受拉构件计算模型,对碳纤维布加固后预加载程度和持载程度对构件开裂荷载、极限荷载的影响进行了分析,并通过8根构件进行试验对比.结果 数值研究表明,计算结果与试验数据有较好的一致性,混凝土开裂后的持载对碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土轴心受拉构件极限荷载影响很大,比不持载时提高程度降低75%.结论 采用碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土轴拉构件以提高其承载力可行,研究成果对实际工程具有借鉴作用和参考价值.     

既有桥梁外贴CFRP加固后剩余使用寿命预测

根据时变可靠性理论提出基于承载力可靠性的既有桥梁外贴碳纤维布加固后结构构件的剩余使用寿命预测方法,讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度、纤维布加固耐久性以及荷载效应等因素变化对加固后既有桥梁结构构件承载力的影响.在国内外纤维片材加固混凝土结构的耐久性试验基础上,提出在加固后可以不考虑纤维布材料的老化及其纤维布材料与混凝土粘结界面的退化,使加固后钢筋混凝土构件承载力极限状态可靠度分析得到简化.结合一座实际桥梁工程进行了加固后可靠度计算,并对其剩余使用寿命进行预测.     

置换混凝土法在结构加固设计中的应用

置换混凝土加固法在工程结构加固技术中常用于强度等级偏低的混凝土结构,特别是对混凝土强度等级低于C10的混凝土结构进行加固时,采用其他的加固方法已很难实施,而该项技术却能从根本上解决承重构件受压区混凝土强度偏低的问题.着重介绍了置换混凝土加固法在砖混结构圈梁加固工程中的应用.     

钢板加固受火后混凝土梁力学性能分析

为研究粘结钢板加固受火后混凝土梁的抗弯性能,应用ABAQUS有限元程序对钢板加固受火后混凝土梁进行了非线性有限元模拟计算,通过建立7个分析模型,对比分析受火时间、粘接层厚度、钢板粘结长度对钢板加固受火后混凝土梁抗弯承载力的影响.研究结果表明,受火时间、钢板粘结长度对构件的抗弯承载力影响较大,而胶结层厚度对构件的抗弯承载力几乎没有影响.分析结果为钢板加固受火后混凝土梁力学性能研究提供参考.     

基于超声回弹综合法探索双侧加固砼的测强方法

为了分析超声回弹综合法检测经双侧加固后混凝土构件强度的可行性,研究了混凝土构件中钢筋对超声波速的影响,运用超声回弹综合法,剔除试件中旧混凝土部分对试件整体强度的影响,配合回弹值对经过双侧加固的混凝土试件进行强度检测.结果表明:辽宁地区测强曲线优于全国测强曲线;探索出的新检测方法对试件强度进行检测时,其结果能够达到规范要求的检测精度;混凝土构件中的钢筋能够使超声检测的声时值变小;该方法能够准确地检测出双侧加固混凝土试件的强度,拓宽了超声回弹综合法在工程中的应用范围.     

FRP加固混凝土梁弯曲破坏的极限承载力设计

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FRP加固的混凝土梁的受力特点和破坏模式,然后探讨了FRP筋混凝土梁正截面极限抗弯承载力的计算方法,建立与之相应的计算公式,结论可供工程应用参考.     

FRP加固钢骨高强混凝土受弯构件非线性分析

目的 为进一步研究FRP(纤维复合材料)加固SRHC(钢骨高强混凝土)受弯构件的受力性能,对其在对称集中荷载作用下的整个受力过程进行分折.方法 基于平截面假定的有限条带法,根据现有加固理论及相关技术规程编制了加固结构抗弯承载力计算程序.结果 利用该程序计算得到弯矩-曲率、荷载-变形的关系曲线,以及混凝土强度、含FRP率对荷载-变形的影响曲线.当外荷载为极限荷载的14%左右时,受弯构件受拉区混凝土开裂,在相同变形条件下,FRP加固SRHC受弯构件的承载能力随着FRP层数的增加而增加,但超过3层以后,承载能力的提高幅度有所降低.结论 FRP加固SRHC结构具有较好的延性.     

小剪跨比碳纤维布抗剪加固梁的有限元分析

为对较小剪跨比的外贴U型碳纤维布抗剪加固梁的剪切性能进行数值模拟和分析,采用ATENA有限元分析软件,结合断裂能理论和损伤理论,建立混凝土本构模型,并利用较小剪跨比无腹筋钢筋混凝土梁验证该模型的有效性和普适性.研究表明,该混凝土本构模型在模拟碳纤维布抗剪加固梁开裂后的裂缝发展分布及构件的非线性力学行为方面具备独特的准确性.在小剪跨比下,所建立的有限元模型预测的荷载挠度曲线、裂缝发展分布和构件破坏模式等主要力学性能均与实验结果较为吻合.     

混杂纤维材料加固混凝土梁刚度的试验研究

对混杂纤维材料补强加固钢筋混凝土受弯构件的破坏形态和极限状态进行了试验研究,分析了加固梁与对比梁的刚度变化,得出了混杂纤维加固增高混凝土梁可以有效提高原梁的刚度等试验结论,为实际工程加固设计提供了有用的指导。     

预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁抗裂性能分析

为开展预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）布加固混凝土受弯构件时对正截面裂缝影响的研究,设计制作了配筋率不同的2组共计8根试验梁。在承受40％极限荷载的基础上利用预应力CFRP 布对试验梁正截面进行加固,并完成其静载试验,获得混凝土受弯构件在前期加载和加固后的二次受力过程中弯曲段裂缝分布、裂缝宽度和高度的试验数据。在试验数据的基础上,通过理论分析,提出了与《混凝土结构设计规范》相协调的预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁弯曲段裂缝平均间距和最大裂缝宽度的计算公式。研究结果表明：二次受力过程中,预应力 CFRP 布能有效抑制裂缝的开展,且随着预拉应力的增加,裂缝平均间距和裂缝宽度均减小。     

钢筋混凝土深受弯构件的受弯承载力计算

结合我国混凝土结构设计规范修订的需要 ,根据我国深梁、短梁专题组的试验结果 ,较详细地分析了深受弯构件力臂变化的规律 ,提出了可与浅梁衔接的钢筋混凝土深受弯构件的受弯承载力计算公式 ,为我国混凝土结构设计规范的修订补充这方面的内容提供了依据 .     

CFRP加固RC梁静载荷效应的有限元模拟

目的应用非线性有限元方法模拟碳纤维复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土（RC）梁承载过程中结构的载荷效应（挠度、应力应变和承载力）．方法以4根CFRP加固RC试验梁的抗弯试验为依据，讨论了三维有限元分析模型的建立，包括：混凝土、钢筋、CFRP及CFRP和混凝土界面等单元的选择及本构关系原理。并选择了合适的裂面剪力传递系数．采用商业有限元计算软件ANSYS。模拟了4根CFRP加固RC梁加载的全过程．结果有限元模拟破坏承载力与实际破坏载荷基本接近，误差可控制在15％以内；有限元模拟压区混凝土、受拉钢筋、CFRP应变与实际测量应变在受拉钢筋屈服前基本一致；有限元模拟跨中挠度与试验测量挠度基本吻合．结论证明有限元方法可较好的预测CFRP加固RC梁的静载荷效应．     

改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明：竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

拉-压杆模型在钢筋混凝土深梁设计中的应用

为完善中国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中关于钢筋混凝土深梁的承载力设计方法,根据美国ACI318M—05规范D区拉-压杆模型方法,按中国规范的设计表达式,提出了钢筋混凝土深梁承载力的拉-压杆模型计算方法。基于所收集到的各国52个受剪破坏和29个受弯破坏的深梁试验数据,分别采用拉-压杆模型方法和中国GB50010-2002规范深梁承载力计算方法,对试验结果进行了对比分析。结果表明,拉-压杆模型方法的计算结果比中国GB50010-2002规范方法更准确。     

钢筋混凝土简支深梁拓扑优化设计方法试验研究

运用拓扑优化辅助完成工程设计是近年的一种新方法。利用钢筋分离模型GBESO获取基于应力均匀化分布的最优钢筋拓扑,为解决钢筋混凝土深梁等二维构件的工程配筋设计难题提供新思路。分别参照该优化算法的解和按中国规范推荐的深受弯构件经验设计方法完成了一组钢筋混凝土简支深梁配筋设计,并进行静力对比试验。结果表明：钢筋分离模型GBESO设计的构件钢筋消耗量较低,极限承载能力较高,裂缝开展能力较强,且在破坏过程中表现出更佳的耗能能力,由此证明以斜钢筋补强斜截面的配筋设计方式更符合构件的受力机理和特性。钢筋分离模型GBESO在深梁配筋设计方面的能力得到一定的验证。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁的试验研究

采用自行研制的碳纤维布预应力张拉机具,对10根混凝土梁受力性能进行了试验研究。对比分析了未加固、非预应力碳纤维布加固、预应力碳纤维布加固、施加不同的预应力水平、不同的附加锚固方式梁的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等受力性能。试验结果表明:粘贴预应力碳纤维布加固可使梁的承载能力有一定程度提高,可大大提高梁的开裂荷载、抗弯刚度,减小梁的挠度和裂缝宽度,能充分发挥碳纤维布高强度特性;在相同预应力水平下,合适的附加锚固方式,可有效防止碳纤维的剥离破坏,进一步提高梁的承载力;所研制的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。     

二次受力下FRP筋内嵌加固混凝土梁抗弯承载力分析

为研究二次受力对纤维增强塑料筋（FRP）内嵌加固（NSMR）混凝土梁抗弯极限承载力的影响,通过5根混凝土梁的静力加载试验,对在不同二次受力程度影响下的内嵌加固梁极限弯矩进行了研究.分析结果表明：随着初始弯矩的增大,对加固梁的极限承载力影响程度越大,由于不考虑二次受力影响所引起的计算误差就越大,所以当被加固梁的初始弯矩处于开裂弯矩区间时,可忽略二次受力带来的影响;当初始弯矩超过开裂弯矩时,则二次受力的影响不可忽略.     

配筋钢纤维混凝土纯扭构件性能的试验研究

介绍１３根矩形截面配筋钢纤维混凝土纯扭构件的试验结果；基于钢纤维增强机理和现行规范设计理论，提出这类纯扭构件开裂强度、极限强度的计算公式。