外贴纤维加固梁斜截面纤维应变分布的试验研究

外贴纤维复合材料可以提高混凝土梁斜截面抗剪承载力。对外贴封闭纤维箍加固构件,其破坏过程经历了从梁侧纤维剥离到最终纤维拉断两个状态。显然,从适用性的角度,梁侧纤维剥离状态也是一个重要的状态,但是,目前该领域的研究都集中在最后的纤维拉断状态。本文通过外贴封闭纤维箍加固梁的试验研究,重点研究了梁侧纤维剥离之前,斜截面纤维应变发展及分布的规律。试验表明,梁侧纤维的剥离破坏和纤维拉断破坏首先产生在其中一条纤维箍上,然后沿着斜裂缝其它纤维箍相继产生。在斜裂缝上,纤维应变的分布是极不均匀的。斜截面纤维应变分布系数,即沿斜裂缝上纤维应变的平均值除以相应条件下斜裂缝上纤维应变的最大值,与纤维配置量的关系不大,但随着荷载水平的增大而缓慢增加,它的主要影响因素是剪跨比。本文在试验分析的基础上,提出了纤维加固梁斜截面纤维应变分布系数的初步计算模式。     

CFRP外贴加固混凝土梁斜截面力学性能及影响因素的试验研究

通过8根碳纤维布加固混凝土粱的抗剪试验,研究了碳纤维布加固方式、加同量、条带间距及粘贴层数对混凝土梁抗剪加固效果的影响.试验结果表明:外贴CFRP条带能有效提高试件的抗剪承载力,其破坏模式主要为CFRP布黏结失效破坏.承载力提高程度与加固方式、加固量、条带间距及枯贴层数密切相关.在受剪过程中,CFRP材料在混凝土梁裂缝发生之后开始发挥作用,而且CFRP条带的应变在斜截面上的分布不均匀.     

预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载及抗剪承载能力分析

预应力钢带加固钢筋混凝土梁能有效提高梁斜裂缝开裂荷载和斜截面抗剪承载能力。根据试验研究结果,首先分析预应力钢带加固混凝土梁斜截面破坏机理,并考虑预应力度、钢带应变不均匀系数对梁抗剪承载力的影响,并利用桁架模型推导了预应力钢带加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力设计算式和实用计算式,同时进一步对预应力钢带加固钢筋混凝土梁应力状态进行计算分析,提出预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载的计算公式。经与试验结果进行对比分析,所提出斜截面承载能力和开裂荷载的两套算式的计算结果均与试验结果吻合较好。     

预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究

针对外贴FRP片材抗剪加固钢筋混凝土梁存在材料利用率低、易发生剥离破坏等问题,开发了用于抗剪加固的CFRP片材预应力张拉和锚固系统,给出了相应的施工工艺和方法。为验证提出系统的有效性,进行了预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T型截面梁试验。基于CFRP片材断裂的破坏模式,提出了预应力CFRP片材加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式。结果表明,该文开发的预应力张拉和锚固系统能有效地对CFRP片材施加预应力,减少预应力损失。预应力CFRP片材抗剪加固梁均发生以受压区混凝土压碎为标志的受弯破坏模式,锚固装置能够确保CFRP片材在断裂之前不发生剥离破坏。预应力CFRP片材对混凝土梁斜裂缝的产生和发展有明显的抑制作用,加固后钢筋混凝土梁的抗剪承载力得到大幅提升。计算结果与试验值吻合较好,验证了加固梁抗剪承载力模型的有效性。     

考虑二次受力的内嵌BFRP筋加固混凝土T形梁受剪性能试验研究

为了研究二次受力对内嵌BFRP筋加固混凝土梁受剪性能的影响,对6根内嵌BFRP筋混凝土T形截面加固梁和2根对比梁进行了受剪性能试验。对试件梁的受力过程、破坏模式、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、斜截面应力重分布现象以及初始荷载大小、卸载程度和BFRP筋端部锚固长度等因素对加固梁的影响进行研究。研究结果表明：虽然加固梁发生了剪切破坏,但是破坏特征复杂且伴随着次生破坏;试件梁的斜截面在斜裂缝出现时和箍筋屈服时出现了重分布,对于二次受力试件梁,BFRP筋应变滞后现象明显,且BFRP筋应变分布不均匀,在进行加固梁承载力计算时应考虑此因素带来的承载力降低的影响;初始荷载、卸载程度及BFRP筋端部锚固有利于加固梁极限荷载的提高和延缓斜裂缝的开展,应在加固梁受剪承载力计算公式中引入相关系数或满足构造要求来体现这些因素的影响。     

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。     

CFRP加固砖砌体承载力试验分析与建议

为获得简化的CFRP加固砖砌体墙抗剪承载力计算公式，本文开展了8个CFRP加固和4个未加固的砖砌体墙在低周反复荷载作用下的拟静力试验研究，获得CFRP加固砖砌体试件抗剪承载力实测值和破坏形态，给出砖砌体墙CFRP应变发挥系数与高宽比关系。当砖砌体墙高宽比在0．56～0．71范围时，CFRP应变发挥系数与高宽比基本呈线性关系，提出CFRP应变发挥系数简化计算公式，其承载力理论结果与实验实测值吻合较好，可见CFRP应变发挥系数计算公式能够比较准确地计算CFRP提供的抗剪承载力，对实际工程加固抗震设计具有一定的指导意义。     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料梁斜截面受剪承载力试验研究

为建立聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)构件斜截面受剪承载力计算式,对17根PVA-ECC梁进行试验,研究了剪压破坏形态下,纤维含量、剪跨比及配箍率对构件斜截面受剪承载力的影响,并由试验数据拟合得到梁斜截面相对受压区高度ξ及临界斜裂缝水平投影长度c与剪跨比λ之间的关系式。依据简化后的PVA-ECC复合应力状态下的剪压强度准则,结合试验结果与构件斜截面静力平衡条件,推导出PVA-ECC梁斜截面受剪承载力计算公式。结果表明:与普通混凝土梁相比,在基材轴心抗压强度相同的情况下,PVA-ECC梁受剪承载力较高;通过与试验结果及所收集的大量试验数据进行比较,该式计算结果与试验结果吻合良好。     

受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

通过2根未受火钢筋混凝土梁、2根受火后钢筋混凝土梁和4根受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁的静载试验,研究了剪跨比、CFRP布加固量和楼板翼缘对受火后钢筋混凝土梁受剪加固效果的影响。采用自编有限元程序分析受火损伤的混凝土梁截面通过等截面修复后截面混凝土抗拉强度的平均折减系数,提出受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪承载力的实用计算方法。研究结果表明:加固梁破坏时,外包的CFRP布发生拉断破坏,"U形包裹加压条"的CFRP布发生剥离破坏;受火后外包CFRP布加固混凝土矩形梁的受剪承载力相比未受火钢筋混凝土梁提高了5.3%~16.6%;受火后"U形包裹加压条"方式加固混凝土T形梁的受剪承载力相比对应未受火矩形梁提高了34.0%。提出的受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪承载力的计算式具备一定的安全保证率,可用于该类构件受火后的受剪加固计算。     

复合加固木柱轴压特性试验研究

为了探究内嵌钢筋外包碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布复合加固不同截面木柱的加固效果,完成了54根加固木柱的轴心受压试验。考虑内嵌钢筋的数量和CFRP布的布置形式等试验影响因素的变化,分析了不同截面加固木柱的工作性能。试验结果表明：圆形加固木柱与方形加固木柱的破坏过程基本一致,圆形木柱的CFRP布易发生脆性断裂破坏,而由于钢筋的局部外凸作用,方形木柱的CFRP布表现为与木材的剥离破坏;内嵌钢筋可以提高圆形和方形木柱的承载力,CFRP布则能够明显提升圆形木柱的抗压承载力。试件的应力应变曲线分布表明：不同截面木柱的峰值应力和变形能力均随着内嵌钢筋数量以及CFRP布加固量的增加而增加;CFRP布的有效约束作用使其与内嵌钢筋相互促进、协同工作;复合加固方法对圆形木柱的加固效果优于方形木柱。基于试验数据的拟合分析,借鉴纤维复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)约束混凝土柱相关理论,建立了复合加固木柱轴心受压承载力计算模型。理论计算与试验结果的对比以及补充试验研究验证了所提出的承载力计算公式的可靠性。     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能

为评估CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能的效果,选取1根未锈蚀钢筋混凝土短柱、2根锈蚀钢筋混凝土短柱和4根CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱进行抗震性能试验研究,考察了CFRP加固量、细骨料类型对抗震加固效果的影响情况,建议了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱受剪承载力的实用计算公式。结果表明:钢筋锈蚀会降低短柱的抗震性能,锈蚀钢筋试件的受剪承载力、极限变形能力和累积滞回耗能较未锈蚀钢筋试件分别降低了7.8%、35.5%和42.2%;外包CFRP加固能将锈蚀钢筋试件的受剪承载力提高至未锈蚀钢筋试件的107.1%～109.1%,并显著改善短柱的延性和耗能能力;外包CFRP的层数由1层增至2层时,加固试件的受剪承载力提高较少,且试件达到峰值荷载时,CFRP的最大应变减少;在钢筋锈蚀前后和CFRP加固前后,混凝土短柱无量纲近极限滞回环的滞回规则大体相同。     

外包U形碳纤维布加固钢筋砼梁的受剪承载力的研究

本文在试验的基础上 ,总结了外包U形碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪破坏的特征 ,分析了碳纤维布对加固梁受剪承载力的作用 ,讨论了加固梁的破坏机理和受力模型 ,提出了在剪跨内碳纤维布有效应变沿梁纵向的分布规律。并以此为基础 ,给出了适合工程设计之用的外包U形碳纤维布加固梁受剪承载力计算公式。经过与试验数据对比 ,发现二者吻合较好     

碳纤维加固与软件设计——碳纤维受剪加固

结合《混凝土结构设计规范》(GB 5 0 0 10 - 2 0 0 2 )及《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS14 6 :2 0 0 3) ,对钢筋混凝土梁、柱碳纤维受剪加固的计算理论进行探讨 ,并给出设计计算流程 ,应用VB语言实现了软件设计 ;还重点介绍了东大迪普加固软件系统的梁、柱碳纤维受剪加固模块和计算方法 ,并应用实例进行详细说明     

侧立面嵌贴碳纤维增强塑料板条加固混凝土梁受剪承载力研究

为研究加固钢筋混凝土梁的受剪承载力,按照沿梁轴向非对称布置箍筋的方式浇筑13根钢筋混凝土梁试件,在箍筋布置较少侧混凝土梁侧立面保护层上嵌入或外贴碳纤维增强塑料板条对混凝土梁进行受剪切补强。对其进行弯曲试验,研究内嵌碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁的破坏形态、承载力等情况,并与相应位置外贴等量碳纤维增强塑料板条的混凝土梁进行比较,分析内嵌或外贴在混凝土梁上的碳纤维增强塑料板条应变变化情况及补强混凝土梁受剪承载力影响因素和受剪承载力计算方法。研究表明,与对比梁相比,内嵌碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁受剪承载力提高18.8%~45.8%,外贴碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁受剪承载力提高12.5%~13.3%,提出的承载力计算式计算结果与试验值吻合较好。     

CFRP网格-聚合物水泥砂浆加固RC梁的#br# 抗剪性能与计算公式

为揭示不同网格单位加固量对碳纤维增强复合网格(carbon fiber reinforced polymer grid,简称CFRP grid) 聚合物水泥砂浆(polymer cement mortar,简称PCM)复合加固钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)梁抗剪性能的影响,构建CFRP网格-PCM加固RC梁的承载力计算方法,文章首先对7根采用CFRP网格 PCM复合加固RC梁进行四点弯曲静力加载试验,并在试验研究的基础上,提出基于横竖双向网格实际抗剪贡献的CFRP网格-PCM加固RC梁的承载力计算公式。研究结果表明：采用CFRP网格-PCM复合加固RC梁能显著提高其抗剪承载力,其中CFRP网格对于抗剪承载力的提高发挥主要作用,而PCM仅起到黏结剂的作用;加固梁的抗剪承载力与CFRP网格单位加固量呈正相关,但CFRP网格的协同变形性与CFRP网格单位加固量呈负相关;所提出的抗剪承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

CFRP加固钢筋混凝土直剪承载力试验

设计15个外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的Z型试件进行直剪加载试验,试验参数包括直剪面钢筋配筋率（0.46%~1.2%）和CFRP加固率（0%~0.3%）。依据试验结果提出加固后钢筋混凝土直剪承载力预测表达式,并基于分量模型分析其加固机理。研究结果表明:直剪承载力随CFRP加固率增大而提高,提高幅度为6%~50%;相同CFRP加固率时,直剪承载力提高幅度随配筋率的增加而降低,承载力提高源于CFRP提供了附加的侧向夹紧力;当外贴CFRP和内埋直剪钢筋提供相等的侧向夹紧力时,两者对直剪承载力的贡献作用相近;所提出的承载力预测表达式具有较好的适用性。     

CFRP加固钢筋混凝土梁二次受力抗剪试验研究

通过4个不同持续荷载下的CFRP加固梁抗剪试验,其中1个对比梁,3个不同荷载下的加固梁.试验结果表明,加固梁的极限抗剪承载力得到了提高,裂缝宽度和跨中挠度有所减小.发现现有的抗剪承载力计算公式远大于试验值,这是不安全的,进而提出了考虑二次受力的抗剪承载力计算公式,和试验结果吻合良好,具有一定的参考价值.     

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。     

外包环形碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受剪承载能力试验研究

本文在试验的基础上 ,总结了外包环形碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪破坏的特征 ,分析了碳纤维布对加固梁受剪承载力的作用 ,讨论了加固梁的破坏机理和受力模型。提出了在剪跨内碳纤维布有效应变沿梁纵向的分布规律 ,并以此为基础 ,给出了适合工程设计之用的外包环形碳纤维布加固梁受剪承载力计算公式。经过与试验数据对比 ,发现二者吻合较好。