碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究

同一尺寸的钢筋混凝土梁,分别采用不同层数,不同种类的碳纤维布进行抗弯性能的加固试验,采用理论计算与试验结果对比分析了碳纤维布粘贴加固后梁的极限承载力及刚度的变化。结果表明,碳纤维布对于钢筋混凝土梁的抗弯性能具有良好的加因在效果。     

预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯性能研究

为了研究预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,通过对1根普通梁、1根直接粘贴碳纤维布加固梁、1根直接粘贴预应力碳纤维布加固梁、2根加载至裂荷载后分别进行碳纤维布加固和预应力加固梁的抗弯性能试验研究,分析碳纤维布、预应力碳纤维布加固对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响。试验结果证明,在梁加载至裂荷载后再进行碳纤维布加固对梁的承载力、抗弯刚度、碳纤维布应变/利用率、抑制裂缝增长提高更为明显。     

初始损伤对CFRP加固混凝土梁受弯性能的影响

通过9根碳纤维布加固的具有初始损伤钢筋混凝土梁、6根碳纤维布直接加固钢筋混凝土梁及3根对比钢筋混凝土梁的抗弯性能试验，分析了初始荷载、初始裂缝及加载历史等对加固梁裂缝发展、屈服荷载、刚度、极限荷载的影响。试验结果表明，采用碳纤维布加固钢筋混凝土梁可以有效的提高其抗弯性能。初始荷载、初始裂缝及加载历史等对加固梁的裂缝发展、刚度、屈服荷载和极限荷载均有不同程度的影响。     

钢筋混凝土梁受弯加固对比试验研究

通过钢筋混凝土矩形截面梁的抗弯测试,对用碳纤维布补强和钢板粘接加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯性能对比试验研究,分析了碳纤维和粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能的主要影响因素。计算结果与试验数值吻合较好,得到了两种加固方法的适用性设计指标。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的刚度及疲劳性能分析

对经CFRP(碳纤维布)加固后的锈蚀钢筋混凝土梁在5万次疲劳循环加载条件下的抗弯性能进行试验研究,对比分析了钢筋混凝土梁的裂缝开展、挠度、应变等数据,计算梁的抗弯刚度并进行对比分析。试验结果表明:碳纤维加固梁具有良好的疲劳抗弯性能,钢筋的锈蚀与碳纤维布的加固量对试验梁的抗弯刚度有显著影响。碳纤维U形箍对疲劳性能也有较大影响。     

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。     

碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁抗弯性能试验研究

用碳纤维布对5根相同尺寸的钢筋混凝土连续梁做了增强处理,通过改变碳纤维布的粘贴位置及层数等参数,研究了碳纤维布对于钢筋混凝土连续梁抗弯性能的影响和作用.试验结果表明:碳纤维布加固可以显著提高试验梁的抗弯承载力,同时对于增强梁的抗弯刚度也有良好的作用.提出了连续梁加固抗弯承载力以及挠度的计算公式,计算结果和试验结果吻合较好.     

碳纤维布加固损伤混凝土梁抗弯性能试验研究

本试验采用5根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余4根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2mm~0.3mm后卸载采用碳纤维布进行加固且用U形箍锚固,然后进行抗弯试验。试验结果表明,采用U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程度的影响。在试验研究和理论分析基础上对碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法进行了分析,给出了损伤混凝土梁抗弯承载力折减系数;并对加固损伤钢筋混凝土梁挠度进行分析。计算结果表明,理论计算结果与试验值吻合较好。     

RC梁正截面加固对斜截面抗剪性能的影响试验研究

设计并制作了11根钢筋混凝土梁,对采用碳纤维布进行抗弯加固的梁与未加固的对比梁分组进行了静载试验,研究了抗弯加固及碳纤维用量对构件斜截面抗剪性能的影响作用.研究结果表明:采用碳纤维布进行正截面抗弯加固,其加固方式及粘贴用量对斜裂缝的开裂荷载影响不大,但会影响结构破坏的形式及特征.正截面抗弯加固有利于提高抗剪承载力,但是并不显著.     

碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁抗弯性能研究

通过对8根钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究了不同比例及层数的碳、玻璃层内混杂纤维布对加固梁抗弯性能的影响。研究发现当纤维布层数相同时,碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁的极限承载力比单一碳纤维布加固梁降低了5.5%~18.7%,位移延性系数提高了18.6%~45.2%,能量延性系数提高了22.5%~45.1%。试验结果表明碳、玻璃层内混杂纤维布加固梁的延性明显优于单一碳纤维布加固梁。在试验研究的基础上,采用弹塑性截面分析法计算了混杂纤维布加固梁的承载力,理论计算值与试验值吻合良好。     

短期荷载作用下再生骨料混凝土梁正截面裂缝宽度试验研究

通过27根再生骨料混凝土梁和3根普通混凝土梁的正截面弯曲试验,比较了再生骨料混凝土梁与普通混凝土梁的正截面裂缝宽度。研究结果表明：再生骨料混凝土梁的裂缝发展比普通混凝土梁更复杂,较多出现裂缝的中断、汇合和分叉等现象;再生骨料混凝土梁裂缝间距比普通混凝土梁小;随着钢筋直径和配筋率比值的减小及保护层厚度的减小,再生骨料混凝土梁的裂缝宽度减小;再生骨料混凝土梁最大裂缝宽度的离散性和普通混凝土梁相近。根据试验结果,回归出短期荷载作用下再生骨料混凝土梁最大裂缝宽度的表达式,该计算式与其他研究者的试验结果吻合较好。图10表5参9     

再生混凝土梁正截面开裂弯矩分析与试验研究

在基本假定的基础上,分析了再生混凝土梁正截面开裂弯矩理论计算模式。进行了27根再生混凝土梁和3根普通混凝土梁的正截面开裂弯矩试验。试验表明,相同条件下再生混凝土梁开裂弯矩比普通混凝土梁的小25%左右。根据试验结果分析了混凝土强度和纵筋配筋率对再生混凝土梁开裂弯矩的影响,回归出再生混凝土梁正截面抵抗矩塑性系数,从而建立了再生混凝土梁正截面开裂弯矩计算公式。应用其他研究者的试验结果对该公式进行了验证,结果表明,建立的再生混凝土梁正截面开裂弯矩计算公式具有较好的适用性。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对4组再生粗骨料混凝土粱和1组普通混凝土粱的对比试验分析,主要研究在相同混凝土强度下,不同取代率的再生粗骨料混凝土梁和普通混凝土梁在抗弯性能上的差异和共同点.试验结果分析表明:再生混凝土梁的受弯过程仍有弹性、开裂、屈服、破坏四个明显的特征;再生混凝土粱的极限承载力小于普通混凝土梁,并随着取代率的增加有减小的趋势;再生混凝土粱的抗弯刚度小于普通混凝土梁;再生混凝土抗裂度比普通混凝土差.     

基于准平面假定的内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁裂缝分析

为研究内嵌CFRP筋加固的宽缺口混凝土梁的裂缝特性,通过16根内嵌CFRP筋加固的混凝土梁静载试验,详细观测和研究了其开裂和裂缝扩展状况。基于FRP类材料加固混凝土梁应变协调的准平面假定,根据传统的钢筋混凝土裂缝研究理论,在充分考虑CFRP筋的力学贡献的前提下,对内嵌CFRP筋加固的普通混凝土梁、宽缺口混凝土梁的裂缝间距、裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算式进行了理论推导。将理论算式的计算结果与试验实测结果进行了比对。研究结果表明：与对比梁相比,内嵌CFRP筋材加固的宽缺口混凝土梁和内嵌CFRP筋加固的普通混凝土梁的开裂裂缝和最大裂缝宽度均有大幅度降低,前者的裂缝宽度降低幅度要小于后者的。两类加固梁的最大裂缝宽度都随着CFRP加固量的增大而减小。裂缝间距、裂缝宽度和最大裂缝宽度的理论算式的计算结果与实测结果吻合较好。4个加固梁试件组的平均开裂裂缝均比对比梁的开裂裂缝宽度减少0.30mm。     

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝控制

给出了20根矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁(其中2根为对比梁)裂缝宽度的试验研究成果.在此基础上,结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果,提出了与混凝土结构设计规范相对应的一套裂缝宽度控制计算公式.通过把无粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁及有粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁的计算方法衔接起来,形成了统一的计算体系.经试验结果验证,这些公式计算精度较高,可满足工程设计要求.     

铁尾矿砂混凝土梁受剪性能试验研究

为研究铁尾矿砂混凝土简支梁与普通混凝土简支梁受剪性能的差异,完成了12根铁尾矿砂混凝土梁和3根普通河砂混凝土梁的受剪承载力试验,试验梁变化参数为混凝土强度等级（C30、C40和C50）、剪跨比（2.0和2.5）和配箍率（0.14%、0.19%和0.28%）;分析了铁尾矿砂混凝土梁受剪破坏形态和斜截面受力特点,探讨了ACI 318-08和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》普通混凝土梁受剪承载力计算式对铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力的适用性。结果表明：铁尾矿砂混凝土梁与普通混凝土梁的受剪破坏形态相同;相同混凝土强度等级下铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力比普通混凝土梁受剪承载力高;在相同荷载作用下,铁尾矿砂混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁;普通混凝土梁受剪承载力计算式适用于铁尾矿砂混凝土梁,具有一定安全储备;提出的适用于集中荷载作用下剪压破坏的铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力计算算式,其精度高于GB 50010—2010的计算结果。     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁(8根自密实混凝土和4根普通混凝土)的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》(GB 50010―2010)、Zsutty拟合公式、美国规范(ACI318-11)抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明:自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算

通过２６根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度的主要因素。将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,计算结果与试验结果吻合较好。     

碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算

通过11根不同跨高比碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固钢筋混凝土梁的受弯试验，研究了跨高比、纵筋配筋率和CFRP布层数对钢筋混凝土梁极限荷载的影响。结果表明：CFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯破坏主要有CFRP布拉断和受压区混凝土压碎两种模式；随跨高比的减小，CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著增加；随纵筋配筋率和CFRP布层数的增加，CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著提高。结合文中和已有文献的试验结果，提出了反映跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯承载力计算方法，该方法既可用于CFRP布加固的钢筋混凝土短梁也可用于浅梁的受弯承载力计算。     

再生混凝土U型叠合梁抗剪性能

通过3根再生混凝土U型叠合梁和1根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了U型叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力.试验结果表明:再生混凝土U型叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇混凝土梁类似,再生混凝土U型叠合梁的抗剪承载力计算可参照整浇梁的抗剪承载力计算方法.