承受均布荷载混凝土双向板的粘板加固设计

外贴纤维增强复合材料 (FRP)或钢薄板的补强技术用于加固钢筋混凝土板 ,具有加固效果显著、施工简便且耐腐蚀性好等优点。在已有的混凝土双向板外贴板加固试验研究成果[1] 的基础上 ,进一步应用塑性铰线理论对承受均布荷载的混凝土矩形双向板用外贴薄板加固后的最终塑性铰线模式及其承载力进行了分析计算 ,在此基础上提出了适用于该类加固板的实用设计计算方法及设计表格 ,并编制了相应的通用程序     

外贴CFRP或钢条带加固混凝土双向板的受力性能及承载力计算

外贴碳纤维(CFRP)布和钢板补强技术已广泛用于加固钢筋混凝土结构,迄今为止,对外贴碳纤维或钢板的加固梁的研究已做了许多,但对用该技术加固钢筋混凝土板的研究还很少。为此,本文着重对受集中荷载的外贴碳纤维或钢板条带的钢筋混凝土加固双向板的受力性能进行了试验研究。并采用塑性铰线理论对该类板的塑性铰线模式和加固板的承载力进行了分析和计算。     

爆炸荷载作用下外贴FRP加固钢筋混凝土双向板试验研究

通过集团装药隔土爆炸荷载作用下4块外贴FRP条带加固钢筋混凝土双向板和1块普通板的对比试验,考察了裂缝的产生、开展过程及分布形状,分析了FRP加固板的荷载、位移、加速度、钢筋和混凝土以及FRP应变动力响应时程,研究了FRP加固板的抗爆破坏特征。研究结果表明：外贴FRP条带加固能有效延缓混凝土的开裂,限制裂缝的开展,改善钢筋混凝土板的抗爆性能;外贴FRP条带加固后,RC双向板的跨中位移响应、混凝土和钢筋应变响应明显降低,结构的抗爆炸冲击波能力得到明显提高;外贴FRP条带加固双向板在爆炸冲击荷载作用下的破坏形态有受弯破坏和弯曲屈服后的剪切破坏,外贴FRP条带在极限状态时发生了剥离及断裂破坏。图12表6参10     

粘贴碳纤维布或钢条带加固混凝土双向板承载力的塑性条带计算法

外贴高性能碳纤维 (CFRP)布和薄钢板条的补强技术可有效地加固钢筋混凝土结构。基于对受集中荷载的外贴碳纤维布或钢条带的钢筋混凝土双向板的试验研究 ,并在Hillerborg高级条带法的基础上提出了计算外贴条带加固双向板承载力的塑性条带法 ,该法比Hillerborg高级条带法具有更高的计算精度 ,且仍偏于安全。     

FRP加固RC双向板受力全过程的非线性分析

本文通过有限元法模拟和模型试验,对外贴玻璃纤维条带加固钢筋混凝土双向板的受弯性能进行了非线性全过程分析,研究了加固板的挠度以及纤维应变随荷载变化规律,对玻璃纤维条带加固RC双向板的受力机理进行了分析。分析结果表明,通过合理选择有限元数值模型,可以较好地模拟外贴玻璃纤维条带加固RC双向板的受弯性能。分析结果和试验结果均表明外贴玻璃纤维条带可以有效地提高双向板的抗弯刚度、开裂荷载和极限承载力。     

变刚度双向板内力的能量法计算

体外粘贴碳纤维板 (CFRP)或钢板可有效地加固钢筋混凝土结构 ,使其承载力提高 ,受力性能改善。但外贴CFRP或钢板的混凝土板成为突变刚度板 ,其内力计算较为复杂。基于变分原理 ,应用瑞次能量法给出了该类加固板的内力及挠度的计算公式 ,并在此基础上编制了适用于任意长宽比的外贴板加固混凝土双向板的计算程序 ,以便于实际工程的直接应用。     

CFRP板嵌入式加固混凝土构件研究综述

CFRP板嵌入式加固法是近十多年来才提出的一种新形式的加固方法。CFRP板嵌入式加固法与表面外贴CFRP板加固法相比,CFRP板嵌入式加固法具有材料用量少、耐腐蚀、易与相邻构件锚固、适用于表面不平整的构件、与所需加固的构件传力更有效、遭受意外荷载不易损伤等特点。本文对采用CFRP板嵌入式加固钢筋混凝土构件的国内外研究成果进行了综述与分析,并提出了尚待研究的问题。     

CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁试验研究

在对5根CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁和1根未加固梁进行抗弯性能试验,研究该加固方法对试件承载能力、荷载-跨中挠度曲线以及裂缝发展情况的影响。试验结果表明:CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁可以显著提高构件开裂荷载和极限荷载,增加构件刚度,减小构件变形和抑制裂缝发展,具有明显的加固效果。     

斜向U型箍控制复材加固混凝土梁板端破坏的试验研究

将树脂基纤维增强复合材料外贴或者表层嵌贴于钢筋混凝土梁受拉部位提升其抗弯承载能力,是钢筋混凝土结构受弯加固的主流技术之一。复材加固钢筋混凝土梁通常破坏于中部剥离或者混凝土保护层剥离,破坏发生时加固复材的最大应变通常仅为20%～40%的极限抗拉应变,导致复材抗拉强度高的特点没有得到很好的发挥。合理的锚固措施能够有效控制或延缓剥离破坏,从而很好地提升加固效率和复材利用率。国内外学者提出了不同形式的锚固措施,其效果、耐久性能、施工复杂程度存在差异,为此,提出采用斜向复材U型箍,控制或延缓板端剥离破坏(也称为混凝土保护层破坏)。通过4根足尺寸的复材加固钢筋混凝土梁的四点受弯试验,验证端部斜向复材U型箍对复材加固钢筋混凝土梁保护层剥离破坏的控制效果。试验结果表明:配置端部斜向U型箍能够对外贴和表层嵌贴复材加固钢筋混凝土梁的极限承载能力和延性分别提升62.03%和117.85%,61.08%和155.44%。     

外贴碳纤维布加固预应力空心板设计

采用外贴碳纤维布对某砖混住宅部分预应力空心板进行加固。对加固方案进行设计、计算,结果表明,外贴碳纤维布加固预应力空心板能够显著提高其抗弯承载力。该加固方法施工方便、速度快,应用前景广阔。     

钢筋混凝土板冲切锥体比较分析研究

对钢筋混凝土无冲切筋板受冲切承载力计算及冲切计算周长um 的取值进行了比较分析 ,针对同一荷载值不同荷载作用面的冲切承载力计算中出现的不足现象 ,提出一个um 的取值方法 ,以修正不同作用面形状造成的计算结果矛盾现象。     

大面积地下室建筑中局部采用预应力结构的工程实践

对大面积建筑中局部采用预应力的方法进行了深入分析 ,在工程中分别对预应力结构与周边普通钢筋混凝土结构的连接处采用了抗、放两种方式 ,取得了良好的效果。结合工程特点 ,采用了短跨为主梁、长跨为次梁的大跨度次梁结构 ,最大限度地控制了层高 ,同时满足地面层任意开孔的要求。     

接触爆炸条件下碳纤维布加固RC板的有限元分析

为探讨化爆条件下碳纤维布对钢筋混凝土板的加固效果,利用LS-DYNA软件分别建立加固RC板和普通RC板的分离式有限元模型。考虑了空气介质的影响,利用流固耦合算法模拟了集团装药接触爆炸对两种板的破坏效应。结果表明:该模型能较好地反映RC板的局部破坏特征。两种板呈现不同的破坏特点:加固板板底分布着大量次生裂缝,普通板底主裂缝明显并有隆起产生。比较表明:碳纤维布加固可提高板的整体性,缓解钢筋应力,有效减轻震塌破坏作用。而板底保护层混凝土的大量破坏则表明该部位是结构加固后的薄弱环节。     

Impact-Resistant Design of RC Slabs Using Immune Algorithms

A three-dimensional nonlinear dynamic finite-element method (FEM) was applied to evaluate the ultimate behavior and failure modes of reinforced concrete (RC) slabs subjected to soft impact loads. In order to propose a practical impact-resistance evaluation method for RC slab structures, computer graphics (CGs) were used as a visualization technique to simulate impact-failure behavior of RC slabs until postfailure range was reached on the analytic results during impact loading. Immune algorithms are combined with a three-dimensional nonlinear dynamic FEM analysis for the purpose of proposing the design of RC slabs subject to soft impact loads. The results give evidence that presents complicated failure modes, and immune algorithms can be applied to the design of RC slabs effectively.     

钢筋混凝土板受燃气爆炸作用下的行为响应及承载力性能分析

燃气爆炸的反应过程与荷载特征与炸药爆炸明显不同。为研究燃气爆炸对钢筋混凝土板行为响应及竖向承载力的影响,采用FLACS模拟得到了室内燃气爆炸典型的超压时程曲线,结合LS-DYNA有限元软件建立的楼板数值分析模型,研究了钢筋混凝土板在燃气爆炸下的动态响应、破坏模式及在抗倒塌过程中的受力机制和承载能力,以及混凝土、钢筋强度等因素的影响。结果表明：钢筋混凝土板在燃气爆炸荷载作用下呈典型的弯曲破坏模式,且与能量等效的TNT爆炸相比,动态响应及损伤相对较小;燃气爆炸后楼板在抗倒塌过程的初期以薄壳受力机制为主,随后由受弯机制发展为受拉薄膜机制,但因受拉薄膜效应无法有效开展而导致爆炸后楼板的承载能力出现中度下降;增大钢筋直径,减小钢筋间距,采用双层配筋方式,以及在高强度钢筋对应的适筋范围内增大混凝土强度,可有效提高楼板抗燃气爆炸的能力,并降低爆炸对板承载力的影响;增大钢筋强度虽能提高楼板抗燃气爆炸能力,但亦会增强爆炸对板承载力的影响,而在低强度钢筋对应的适筋范围内增大混凝土强度基本不会改变爆炸对板承载力的影响。     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火性能试验研究

在ISO834标准升温条件下,进行3块设置不同防火材料的碳纤维布加固钢筋混凝土板,以及1块未加固板的耐火性能对比试验。分析不同防火措施对高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的破坏形态、跨中挠度及耐火极限的影响。试验结果表明:(1)只要采取适当的防火措施,在使用荷载明显增大的情况下,碳纤维布加固钢筋混凝土板仍具有与未加固板大体相当甚至更长的耐火极限;(2)与薄型防火涂料相比,水泥砂浆的防火保护效果相对较弱;(3)厚度5 mm的薄型防火涂料的防火效果相对较好。为确保实际工程中碳纤维布加固钢筋混凝土板具有足够的耐火能力,科学合理地选择防火材料及其厚度是十分重要的。     

钢筋锈蚀槽板试验研究

根据对 3块钢筋锈蚀槽板的荷载试验结果 ,探讨了钢筋锈蚀混凝土保护层脱落后的槽板承载力及破坏形态。试验表明 :因钢筋锈蚀 ,纵向混凝土保护层完全脱落后 ,槽板的极限承载力下降 14 %～ 2 5 % ,破坏形式为锚固失效     

底面粘贴碳纤维的RC双向板冲切试验分析

对配筋相同的4块碳纤维加固的钢筋混凝土双向板和1块同规格的对比板进行了冲切试验研究，试验板采用四点加载、简支支承，并对试验过程中加载区域及贴布方式对冲切破坏的影响进行了分析，为设计与施工提供有价值的参考依据。