TRC加固钢筋混凝土柱的研究现状

钢筋混凝土柱作为结构中重要的承受竖向荷载的构件,当其长期处于氯盐环境下,外界氯离子侵蚀很容易导致混凝土内部钢筋锈蚀、外部混凝土保护层开裂等劣化现象出现。织物增强混凝土(TRC)作为一种新型纤维增强复合材料,将其应用于钢筋混凝土柱的加固,不仅能够提高钢筋混凝土柱的力学性能,而且能够进一步阻止氯离子对结构的侵蚀。笔者通过对TRC加固钢筋混凝土柱研究现状进行总结,简单介绍了TRC加固钢筋混凝土柱的轴压性能和抗震性能,并对其进行分析。最后提出需进一步解决的问题。     

织物增强混凝土薄板加固钢筋混凝土梁的二次受弯性能试验研究

为研究织物增强混凝土(TRC)薄板加固钢筋混凝土(RC)梁二次受荷的力学性能,以1根对比梁和5根以初始应力为变化参数的加固梁作为研究对象,进行基于磷酸钾镁水泥(MPC)界面剂粘贴TRC预制薄板加固RC梁的正截面抗弯强度试验研究,并分析其对加固梁的力学性能、破坏特征及裂缝开展情况的影响。结果表明:TRC薄板与RC梁有着较好的界面黏结性能;TRC薄板的应变滞后现象随着梁初始应力的提高而愈加明显,RC梁的极限荷载和截面刚度也随之减小;TRC薄板能改善RC梁裂缝形式,破坏时薄板裂缝呈现"细而密"的特点;对于损伤程度较小的RC梁,其加固效果较好;临近钢筋屈服的RC梁即使卸载加固,其承载力亦提高有限。     

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

从改善纤维编织网增强混凝土(TRC)加固层中纤维束和精细混凝土的界面粘结及新老混凝土的界面特性入手,研究TRC增强钢筋混凝土(RC)梁的弯曲性能。试验结果表明:纤维编织网的表面黏砂处理能更好地发挥其有效约束能力,从而充分发挥TRC增强层的限裂和增强作用;新老混凝土的界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后RC梁的整体受力性能,而涂抹界面剂对其几乎没有影响。此外,精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高构件的起裂荷载;在RC梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓结构主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距,明显地提高梁的屈服荷载和极限承载力。最后,基于RC结构的抗弯设计理论,模拟TRC增强RC梁的荷载与跨中位移曲线,计算值与试验结果吻合得较好,证明了计算方法的可行性。     

TRC加固钢筋混凝土板的抗火性能试验研究

设计了7块钢筋混凝土单向板试件,其中6块为纤维织物网格增强混凝土(TRC)加固试件,另1块为未加固的对比试件,通过ISO 834标准火灾试验研究了TRC加固混凝土板的抗火性能,以及不同施工工艺(喷涂、抹灰)、不同纤维织物层数(1层、2层)和不同锚固构造措施(纤维网格与主结构拉结与否)对TRC加固混凝土板的抗火性能的影响。试验结果显示:采用单层网格、人工抹灰及铁丝拉结的TRC加固试件在火烧30 min后即发生TRC加固层的整体脱落;而采用喷涂施工的TRC加固试件,不论单层还是双层网格,也不论是否存在铁丝拉结锚固,均表现出了良好的抗火性能。说明喷涂施工比人工抹灰具有更好的界面黏结性能,采取的铁丝拉结锚固措施(双向间距250 mm)未能发挥作用,双层网格加固比单层加固抗火性能更好。     

织物增强混凝土薄板加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

提出一种采用织物增强混凝土(TRC)薄板加固钢筋混凝土梁的方法,以梁两端纯弯区外侧400mm范围内的锚固方式和加固层织物网层数为主要变化参数,进行3组10根TRC薄板加固钢筋混凝土梁和2根对比梁的受弯性能试验研究,分析加固梁的破坏模式、荷载-挠度关系、荷载-钢筋应变、荷载-混凝土应变关系、裂缝开展情况,研究配网率对受弯承载力的影响。研究结果表明:TRC薄板加固可以有效地提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;加固后梁的延性略有降低;当配网率提高到一定程度后,加固梁承载力主要由加固层与老混凝土之间的局部脱粘破坏决定。根据不同的破坏模式,提出了TRC薄板加固梁的受弯承载力计算方法,给出了相关计算公式。     

纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用

纤维编织网增强混凝土(TRC)是一种新型的纤维增强水泥基复合材料,它是纤维编织网与精细混凝土的结合。系统介绍纤维编织网与精细混凝土的界面性能、TRC基本力学性能和耐久性能、TRC用于结构加固修复的特点和TRC加固板、梁、柱等构件的力学性能、纤维编织网联合钢筋增强混凝土的抗弯性能及TRC在工程实际中的应用。最后,结合国内外的研究现状提出该研究领域中有待进一步研究的问题。     

海洋大气环境下TRC加固RC梁受弯时变性能

为预测海洋大气环境下纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete,TRC）加固RC梁剩余受弯承载力,对TRC加固RC梁受弯时变性能进行研究。基于材料时变性能,建立了TRC加固RC梁受弯承载力时变计算模型,在验证此模型可靠性基础上,通过9根TRC加固RC梁进行参数分析,研究TRC厚度（25、35、45 mm）、钢筋直径（12、14、16 mm）、纤维编织网层数（1~3层）等因素对TRC加固RC梁起锈时间、开裂时间、剩余受弯承载力的影响规律。结果表明：海洋大气环境下TRC加固RC梁受弯承载力随服役时间增加非线性降低,但是其退化速率小于普通RC梁的;增加TRC厚度可以有效延迟起锈时间和减少承载力降低幅度,当TRC厚度由35 mm增加至45 mm时,TRC加固RC梁的起锈时间分别为23.9 a和39.5 a,承载力降低幅度分别为27.48%和15.57%（服役60 a）;钢筋直径对起锈时间无影响,对开裂时间的影响也较小;当钢筋直径分别为12、14、16 mm时,经过60 a服役期后TRC加固RC梁剩余受弯承载力均较接近;增加纤维编织网层数可减小加固梁锈蚀后受弯承载力退化。     

智能TRC板加固RC梁力电性能试验研究

研制了一种基于碳纤维传感特性的自监测智能TRC板,进行智能TRC板抗弯性能试验,检验智能TRC板的应变传感性能;进行智能TRC板加固RC梁抗弯性能试验,研究智能TRC板加固RC梁抗弯力电性能。研究结果表明,通过TRC电阻变化率和应变的关系,可以实现对TRC结构裂缝的监测;智能TRC板电阻灵敏系数为20,比常用电阻应变片灵敏系数大;加固梁荷载-位移曲线与荷载-电阻曲线基本吻合,智能TRC能够有效地监测试件受力损伤演化过程;智能TRC板加固RC结构,不仅能为结构提供有效承载力和延性,还能为结构在服役阶段的安全性提供有效的监测技术,实现集高效结构和实时结构健康监测于一体之目的。     

织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究

基于不同剪跨比的织物增强混凝土(TRC)加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验,研究被加固梁的斜截面抗剪承载力及其破坏形态的变化,并研究剪跨区加固后梁的变形特点。试验结果表明,加固措施可以有效地提高梁的斜截面抗剪承载力,改善梁的斜截面破坏的脆性,对斜裂缝的发展有一定的约束作用,并减小梁在斜裂缝出现前的挠度。试验还表明,对剪跨比较大的RC梁,采用织物增强混凝土薄板加固后,其斜截面抗剪承载力提高幅度较大:当剪跨比为1时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高4%;当剪跨比为2.5时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高68%。在试验研究的基础上,给出TRC薄板加固梁的受剪承载力设计计算公式,公式计算结果与试验结果基本吻合。     

氯盐干湿循环次数对TRC加固RC柱抗震性能影响

为了研究在侵蚀环境下纤维编织网增强混凝土(textile reinforced concrete,TRC)加固RC柱的抗震性能,设计制作了9根钢筋混凝土方柱,其中,3根为对比柱,其余6根为TRC加固柱。采用时控开关控制的水泵定时抽水的方式对水槽内的全部试件进行氯盐干湿循环试验。氯盐干湿循环完成后,对9根试件进行了低周往复加载试验,分析了不同氯盐干湿循环次数对TRC加固柱抗震性能的影响。结果表明:在氯盐干湿循环下,TRC加固能够限制裂缝的发展,提高试件的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载,增大加固试件屈服前的刚度,延缓屈服后的刚度退化,提高加固试件的变形能力和耗能能力;氯盐干湿循环会降低TRC的力学性能;氯盐干湿循环对加固试件的开裂荷载影响不大,但随着氯盐干湿循环次数的增加,加固试件的屈服荷载和峰值荷载减小,耗能能力降低,位移延性系数先增大后减小再增大,在试件屈服前后,刚度退化速率变化规律与位移延性系数相同,但到了位移加载后期,氯盐干湿循环次数对试件刚度退化无明显影响。因此,随着氯盐干湿循环次数的增加,TRC加固RC柱的整体抗震性能有一定程度降低。     

对部分填充钢筋混凝土框架的试验研究

通过在合适的地方填充钢筋混凝土是一种很常用的加固方法。有时考虑到建筑上的需要,在加固中会将窗户或者门的开口留出来。但是目前我们对在水平循环荷载作用下的部分填充钢筋混凝土结构的行为还不十分了解。本研究旨在探究水平循环荷载下,通过部分填充而加固的柔性钢筋混凝土结构的性能。试验对象为9个三分之一比例的单层单开间模型,对其施加反复荷载。填充墙的纵横比(lw/hw,长度/高度)和安放的位置是试验中需要考虑的两个参数。试验结果指出,与无填充墙的结构相比,部分填充的RC结构显示出了明显更高的最终强度和更高的初始刚度。当填充墙的纵横比增大,结构的抗侧强度和刚度也有显著增加。此外,从试验中还可以看到,结构和填充墙之间的连接同样会影响填充结构的性能,那些同时连接到柱子和梁的部分填充墙模型显示出了最优的性能。     

Experimental evaluation of the fire behaviour of insulated fibre-reinforced-polymer-strengthened reinforced concrete columns

In recent years, there has been an increase in the use of fibre reinforced polymer (FRP) materials for strengthening of concrete structures. However, since FRP materials are combustible, and because they are typically applied to the exterior of structural members in these strengthening applications, concerns exist regarding the behaviour of such FRP strengthening systems in fire. There is currently little information available on the fire endurance of FRP-strengthened concrete systems. This paper presents results from full-scale fire resistance experiments on three insulated FRP-strengthened reinforced concrete (RC) columns. A comparison is made between the fire performances of FRP-strengthened RC columns and conventional unstrengthened RC columns tested previously. Data obtained during the experiments is used to show that the fire behaviour of FRP-wrapped concrete columns incorporating appropriate fire protection systems is as good as that of unstrengthened RC columns. Thus, satisfactory fire resistance ratings for FRP-wrapped concrete columns can be obtained by properly incorporating appropriate fire protection measures into the overall FRP-strengthened structural system. Fire endurance criteria and preliminary design recommendations for fire safety of FRP-strengthened RC columns are briefly discussed.     

Strengthening of RC beams in shear using GFRP inclined strips – An experimental study

Though there have been a number of studies on shear strengthening of RC beams using externally bonded fiber reinforced polymer sheets, the behaviour of FRP strengthened beams in shear is not fully understood. This is partly due to various reinforcement configurations of sheets that can be used for shear strengthening and partly due to different failure modes a strengthened beam undergoes at ultimate state. Furthermore, the experimental data bank for shear strengthening of concrete beams using FRP remains relatively sparse due to which the design algorithms for computing the shear contribution of FRP are not yet clear. The objective of this study is to clarify the role of glass fiber reinforced polymer inclined strips epoxy bonded to the beam web for shear strengthening of reinforced concrete beams. Included in the study are effectiveness in terms of width and spacing of inclined GFRP strips, spacing of internal steel stirrups, and longitudinal steel rebar section on shear capacity of the RC beam. The study also aims to understand the shear contribution of concrete, shear strength due to steel bars and steel stirrups and the additional shear capacity due to glass fiber reinforced polymer strips in a RC beam. And also to study the failure modes, shear strengthening effect on ultimate force and load deflection behaviour of RC beams bonded externally with GFRP inclined strips on the shear region of the beam.     

Textilbewehrter Beton zur Verstärkung eines Hyparschalentragwerks in Schweinfurt

Textile Reinforced Concrete for Strengthening of a Hypar Shell Structure in Schweinfurt For the first time the innovative strengthening method was applied at rehabilitation and retrofitting of the shell structure of FH Schweinfurt. The reinforced‐concrete structure was strengthened by textile reinforced concrete and made safer for future. Since textile‐reinforced concrete is still no standardized construction material single case technical approval was given by the authorities for the application of textile reinforced concrete. This first practical application of TRC for strengthening was carried out in October/November 2006. The textile reinforced concrete strengthening was applied layer by layer on the sandblasted rough concrete surface. The strengthening layer is only 15 mm thin and consists of fine grained concrete and three layers textile fabric made of 800 tex carbon rovings.     

复材网格-UHTCC复合增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

文中进行7根复材（FRP）网格增强超高韧性纤维水泥基（UHTCC）复合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,将FRP网格类型、FRP网格增强率、FRP-UHTCC复合层黏结长度作为试验变量,分析各变量对FRP-UHTCC复合增强混凝土梁弯曲性能的影响。在试验研究的基础上,给出FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的抗弯承载力计算方法。试验结果表明,FRP-UHTCC复合层与混凝土间没有发生相对滑移现象,可以有效抑制加固层端部剥离破坏,加固梁的破坏模式为FRP网格中纵向纤维筋被拉断破坏。BFRP格栅与UHTCC黏结基体没有发生脱黏现象,优于BFRP编织网与UHTCC的黏结效果。随着FRP网格增强率的增大,加固梁的抗弯承载力得到显著提高。与未加固的普通混凝土梁相比,加固梁的开裂、屈服和极限荷载最大提高幅度分别为97%、35%和33%。计算结果表明,预测值与试验值吻合较好,可以有效地预测FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的抗弯承载力。     

外贴碳纤维布钢筋混凝土偏压柱强度和延性的影响因素分析

基于2 3根外贴碳纤维布(CFRP)钢筋混凝土偏压柱及对比柱在单调荷载作用下的试验结果,比较分析了在其他条件相同的情况下CFRP粘贴方式、混凝土强度、柱纵向配筋率和荷载偏心值这4个因素对柱的承载力和延性的影响,得出了对外贴碳纤维布加固钢筋混凝土偏压柱有重要意义的结论。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁弯曲疲劳性能试验研究

目前,对预应力碳纤维布加固梁的疲劳性能研究甚少。通过对7根预应力碳纤维布加固混凝土T形梁弯曲疲劳性能的试验研究,考察了预应力碳纤维布加固量、钢筋配筋率、等幅变幅疲劳以及加固前疲劳损伤对加固梁疲劳性能的影响。试验结果表明,与非预应力碳纤维布加固梁相比,预应力碳纤维布加固后混凝土梁中受拉钢筋应力幅显著降低,混凝土梁疲劳寿命明显延长。     

去除局部破损混凝土后钢筋混凝土梁受弯性能理论分析

在钢筋混凝土梁修复加固的过程中 ,常常可能去除梁上部分破损的混凝土 ,使钢筋外露 ,在荷载作用下 ,造成梁的力学性能发生变化。基于对钢筋混凝土梁变形分析 ,利用数值分析方法 ,详细讨论了在忽略梁剪切变形的条件下 ,去除局部破损混凝土、受拉钢筋暴露的钢筋混凝土梁的理论分析方法。给出了计算去除局部破损混凝土、部分受拉钢筋暴露的钢筋混凝土简支梁挠度和承载力的具体分析步骤和计算公式 ,计算结果和试验结果吻合良好。