碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离承载力计算

碳纤维布加固混凝土结构技术的研究近年来发展很快。在已有试验结果分析的基础上 ,本文对碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离的破坏形态进行了研究 ,通过粘结区域各种应力的解析 ,提出了剥离破坏的数学判据 ,以此建立了相应的剥离承载力计算方法 ,该方法中考虑了粘结正应力和剪应力的综合作用。经与试验结果的比较 ,证明本文方法计算碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离承载力具有较高的精度 ,从而完善了碳纤维布加固混凝土梁的设计理论。     

碳纤维布在混凝土梁受弯加固中抗剥离性能的试验研究

在混凝土梁底粘贴碳纤维布提高其受弯承载力 ,常由于碳纤维布的剥离破坏使受弯加固的效率受到影响。为此 ,提出在梁底碳纤维布的粘结延伸长度范围内采用附加碳纤维布U形箍来提高梁底碳纤维布的抗剥离能力。通过 1 4根梁的试验 ,研究了U形箍的抗剥离机理和设置位置、U形箍量和形式等对梁底碳纤维布抗剥离性能的影响 ,并根据试验研究结果给出了设置U形箍的有关建议。     

碳纤维布加固混凝土梁剥离破坏过程分析

碳纤维布加固混凝土梁的破坏形态中 ,剥离破坏是一种与普通混凝土梁破坏形态完全不同的脆性破坏形式 ,也是设计控制状态之一。根据试验研究 ,对受弯加固碳纤维布的剥离全过程进行了分析 ,通过与有限元计算结果的比较 ,建立了剥离过程的分析模型 ,为理论分析奠定了基础     

CFRP加固混凝土梁剥离破坏分析

碳纤维布作为一种新型的复合材料用来代替传统的加固材料,使用越来越普遍。碳纤维布加固混凝土结构成功与否的关键在于碳纤维布与混凝土之间粘结性能的优劣。故对碳纤维布加固混凝土受弯构件破坏形态中的剥离破坏现象进行介绍,并归纳出影响剥离的主要因素。最后提出了防治剥离破坏现象的工程处理建议。     

碳纤维布加固混凝土受弯构件的剥离破坏及其防治

对碳纤维布加固混凝土受弯构件破坏形态中的剥离破坏现象进行了介绍 ,并对抗弯加固时纵向碳纤维布剥离区域的状态和破坏过程进行了力学描述 ,归纳出影响碳纤维布剥离的主要因素。最后提出了防治剥离破坏现象的工程处理建议。     

碳纤维布加固RC梁剥离破坏试验研究

通过对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究 ,分析了不同长度碳纤维布单层加固与双层加固对钢筋混凝土梁发生剥离破坏的影响。研究表明 :相对于对比梁 ,加固梁的初裂荷载有所提高、刚度和延性提高较多、而极限荷载提高明显 ;贴布后加固梁的裂缝形态得到改善 ,随着纤维布长度的变化 ,裂缝扩展及分布情况发生变化 ,从而导致破坏方式的改变 ;纤维布粘贴长度是界面应力增大的主要原因 ,粘贴碳纤维布发生粘贴剥离破坏时 ,将极大影响其加固整体效果 ,在设计和施工时必须充分考虑     

锚固多层碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究

为了进一步验证采用波形齿夹具锚锚固碳纤维布可以完全避免碳纤维布端部的剥离破坏,分别对采用粘贴4,6,8,10层碳纤维布加固的4根钢筋混凝土梁进行了抗弯加载试验。试验结果表明,由于采用了波形齿夹具锚作为碳纤维布的端部锚固措施,尽管粘贴的碳纤维布层数较多,并且碳纤维布的粘贴质量也较差,然而抗弯加固的碳纤维布都没有出现端部的剥离失效问题,并且碳纤维布的强度也得到了较充分的发挥。     

粘贴片材加固混凝土剥离破坏分析

在弹性理论基础上,推导了任意线性分布荷载作用下,混凝土梁粘贴片材、加固片材端部剥离破坏公式以及碳纤维布加固混凝土受弯构件破坏形态中的剥离破坏现象进行介绍,并归纳出影响剥离的主要因素。最后提出了防治剥离破坏现象的工程处理建议。     

碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗剪性能

采用外贴U形碳纤维布条的方法对12根低强度(fcu≤15MPa)混凝土梁进行了抗剪加固试验。结果表明,外贴碳纤维布能够明显改善低强度混凝土梁的抗剪性能,梁破坏主要源于纤维布剥离,如果布条端部设置压条,加固梁破坏前有明显先兆。基于断裂力学模型,由拉剪粘结试验确定碳纤维布剥离时所能承受的有效拉力;利用平面桁架模型,提出加固梁外贴U形碳纤维布条剥离时抗剪承载力的计算方法。计算和试验结果的比较分析表明,所提方法可用于低强度混凝土梁的抗剪加固设计。     

玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁端部粘结剪应力试验研究及端部应力分析

进行了 7根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁剥离试验研究。试验结果表明 ,玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁抗弯承载力显著提高 ,发生剥离破坏的试验梁极限荷载相对地有所降低。根据试验结果 ,建立了纤维布端部粘结剪应力的试验分析方法 ,并对粘结剪应力的分布进行了分析。建立了纤维布端部粘结剪应力、剥离正应力及剥离荷载的计算方法 ,分析了参数对剥离荷载的影响 ,并给出了简化计算公式。     

碳纤维布加固钢筋混凝土柱根部锚固试验研究

以3根碳纤维布加固钢筋混凝土柱根部锚固的破坏性试验为基础,分析了在柱截面尺寸及配筋相同的情况下,碳纤维布加固量、锚固长度、柱根部有无CFRP封闭箍这3个变化参数对加固效果的影响。通过对试验结果的分析,推导出碳纤维布加固钢筋混凝土柱根部(尤其在柱根部有CFRP封闭箍的情况)锚固的承载力计算公式,在公式中引进了锚固端碳纤维布起鼓应力折减系数,并将理论计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,采用的计算方法与试验值误差较小,且偏于安全,可供工程加固设计时参考。     

碳纤维片材抗弯加固钢筋混凝土梁的试验研究

通过20根碳纤维片材加固梁的抗弯试验,提出了碳纤维片材的应变计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。试验结果表明:碳纤维片材加固钢筋混凝土梁无尺寸效应;混凝土保护层厚度的变化对纤维应变基本无影响;剪跨内碳纤维片材长度的增加可提高碳纤维的应变;随着碳纤维片材层数的增加,驳离破坏的起始点由加载点下变到片材端部,片材应变显著降低。     

CFRP索预应力斜拉桥徐变分析

为了对CFRP索斜拉桥时效影响之一的徐变特性进行分析,首先考虑了CFRP索几何非线性,采用Burgers四元件模型和Norton理论,介绍了CFRP索蠕变分析理论;其次采用龄期调整有效模量法,推导了由徐变引起的单元杆端力与位移、时间之间的关系式,介绍了混凝土徐变分析理论。通过实测值与计算值的比较,对施工过程和使用阶段主梁应力和变位、索力进行了分析,进而分析了徐变对主梁和索力的影响,结果表明,主梁应力和变位的测试值与计算值吻合较好,施工过程良好,该桥运行情况较好,徐变对索力以及中跨影响较大。CFRP索蠕变变形不明显。同时,还利用ANSYS软件对该桥进行徐变分析,得出了徐变曲线,为徐变分析提供科学依据。     

无粘结碳纤维筋预应力混凝土连续梁受力性能试验与分析

为解决CFRP筋张拉与锚固,探索一种CFRP筋的锚固方法,对9根无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁进行三分点的静载试验。试验证明这种锚固方法是可行的。基于试验数据,重点开展中支座负弯矩钢筋屈服后,这类梁的CFRP筋应力及塑性铰区域分布特征、内力重分布等方面的研究。在此基础上,提出无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁等效塑性铰长度的估算公式和弯矩调幅的计算公式。     

Enhancement of flexural behaviour of CFRP-strengthened reinforced concrete beams using engineered cementitious composites transition layer

This paper aimed to develop and evaluate an efficient strengthening method for reinforced concrete beams, based on engineered cementitious composites (ECC) to be applied as a transition layer prior to the application of the carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) strengthening sheet. The role of the proposed transition layer is to control the cracking of concrete and detain or even avoid premature de-bonding of the strengthening CFRP sheets. As the ability of the transition layer to exhibit a strain hardening behaviour is mainly dependent on the used fibre volumetric ratio, three ECC mixes with three different polypropylene fibre volumetric ratios were used (fibre volumetric ratio of 0.5%, 1% and 1.5%). The experimental results showed that while the used CFRP strengthening sheet can increase the ultimate load by about 28.8% compared with the control un-strengthened beam, this increase can reach about 48.5% by applying the same CFRP sheet to the proposed ECC transition layer that contains a fibre volumetric ratio of 1.5%. Moreover, this layer integrated with the mention ratio of the fibre content enabled the CFRP sheet to be in a complete contact with the strengthened beam without any de-bonding up the rupture of the CFRP sheet at failure.     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁试验研究

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的局部腐蚀损伤,再粘贴碳纤维（CFRP）布于钢梁受拉翼缘进行加固修复,以此开展CFRP布加固腐蚀钢梁受弯性能的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁试件的静载试验,根据钢梁受腐程度取翼缘宽度切除的比例分别为0%,50%和100%,切口宽度3mm,然后在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布。试验结果表明,在加固钢梁的受拉翼缘屈服后,粘贴CFRP布能有效提高构件的承载力,预应力CFRP布加固能有效提高钢梁的屈服荷载和极限荷载。粘贴CFRP布、预应力CFRP布加固未腐蚀钢梁的极限荷载比原钢梁极限荷载分别提高12.9%、16.1%;CFRP布、预应力CFRP布加固腐蚀钢梁比原钢梁极限荷载分别提高6.5%、16.1%。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

CFRP布约束PEC柱柱中挠度试验研究

为探究加载偏心距、CFRP布间距与层数对CFRP布约束PEC柱柱中挠度的影响,对15根CFRP布约束PEC柱进行单调受压试验。结果表明,偏心距、CFRP布间距与层数均对柱中挠度有一定的影响,且偏心距是影响CFRP布约束PEC柱最重要的因素。根据试验结果,提出适用于CFRP布约束PEC柱的柱中最大挠度计算式。将计算值与试验值进行对比可知,计算式吻合度较好。     

碳纤维布加强钢筋混凝土梁试验研究

本文用碳纤维布加强钢筋混凝土梁,主要从理论与试验来研究其受力性能.通过试验,分析碳纤维布对钢筋混凝土梁承载能力的改善作用,及不同碳纤维布粘贴方式对梁承载能力的影响,最后提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式,并与试验结果作了比较.     

碳纤维布加固松木梁受弯试验

为研究碳纤维布加固矩形松木梁的受弯性能,通过抗弯性能试验,并结合有限元数值计算,研究了弹性模量、碳纤维布层数、初始裂缝与抗弯承载力之间的关系; 在给定的2种初始裂缝情况下,采用虚拟裂纹闭合法进行应力强度因子计算,并使用最大周向应力准则作为断裂判据; 基于试验数据和有限元计算结果,提出碳纤维布加固松木梁抗弯承载力的计算公式。结果表明:松木梁经碳纤维布加固后,其抗弯承载力提高幅度为12.9%～34.5%; 松木梁截面应变沿高度方向的分布基本符合平截面假定; 当碳纤维布弹性模量在加固松木梁弹性模量30倍以内时,随着碳纤维布弹性模量的增加,木梁的抗弯承载力显著升高,但超过这一限值后,提高速度逐渐减慢; 计算得出松木梁在考虑初始裂缝情况下的抗弯承载力削减幅度为6.5%～27.3%,并且刚度有一定程度降低; 综合考虑计算结果与经济效应,可以认为加固矩形松木梁时使用3层或4层碳纤维布加固最为合理。     

二次受力CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度计算方法研究

在一次受力下CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度理论公式的基础上,按照叠加原理和强度代换原理推导了二次受力下CFRP布加固混凝土矩形柱抗压强度理论公式,并采用ANSYS软件对CFRP布加固混凝土柱的二次受力性能进行了数值模拟,将试验值与理论值及ANSYS值进行对比,结果基本吻合,证明了理论推导的科学性,为加固工程提供了一定的理论参考.