内嵌预应力混杂筋材加固混凝土梁试验研究

基于螺旋肋钢丝、CFRP筋材两种材料的特点,提出将预应力螺旋肋钢丝、CFRP筋材混合内嵌于混凝土梁中的加固方法,并通过对1根对比梁、6根内嵌不同加固筋材的试验梁进行静力加载试验,系统分析了加固梁的抗弯承载能力、变形能力、裂缝状况、破坏形态和延性等。研究结果表明,加固方法在满足延性要求的同时,能够显著提高试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载,改善被加固梁的变形能力。其中,BF1P2-45加固梁的加固效果较好。研究成果可为其他相关研究提供参考。     

预应力筋材内嵌加固法在混凝土梁中的试验研究

使用预应力筋材内嵌加固工艺,对10根混凝土梁试件进行了加固后的试验研究。试验证明,预应力筋材内嵌加固法,能够很好地改善混凝土梁试件的整体稳定性,加固后混凝土梁试件的开裂荷载值、屈服荷载值和极限荷载值有显著提高。随加固量及张拉预应力值的不同,加固梁的开裂荷载值提高了72.6%~321.26%,屈服荷载值提高了6.19%~99.09%,极限荷载值提高了46.04%~135.27%。说明预应力筋材内嵌加固法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,刚度也有明显提高,对裂缝的产生和发展都有约束作用,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。     

内嵌筋材加固混凝土梁弯曲性能研究

探讨了内嵌碳纤维筋和内嵌螺旋肋钢丝加固混凝土构件对比试验研究,并分析了不同筋材,加固量对被加固构件抗弯性能的影响.结果表明:两种加固方法均能大幅度提高被加同构件的极限承载力,改善梁的裂缝开展情况,但内嵌碳纤维筋加固方法易于发生黏结破坏,螺旋肋钢丝的黏结效果较好,且在经济性上明显优于碳纤维材料,更利于在工程实际中推广应用...     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能试验研究

采用内嵌预应力加固法张拉系统,提出开槽、加固和张拉螺旋肋钢丝、填胶的施工工艺,并在此基础上,进行了10个内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试件的试验研究。结果表明,采用内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,能够较好地改善被加固钢筋混凝土梁的整体工作性能,大幅度提高其开裂荷载,对屈服荷载和极限荷载也有明显的改善。随加固量及预应力水平不同被加固梁开裂荷载提高幅度为72.6%~321.26%,屈服荷载提高幅度为6.19%~99.09%,极限荷载提高幅度为46.04%~135.27%,加固效果明显。该加固方法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,梁试件刚度提高明显,对裂缝的产生和发展都有约束作用,具有良好的加固效果,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。     

内嵌CFRP板条加固混凝土梁试验研究

针对内嵌(Near-Surface Mounted,简称NSM)加固法的特点,进行了4根内嵌碳纤维增强塑料(Concrete Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)板条加固混凝土梁的试验研究。试验结果表明,内嵌CFRP板条加固混凝土梁能显著提高混凝土梁的极限承载能力和弯曲刚度,有效阻止混凝土裂缝的产生和发展,并对混凝土和钢筋的受力起分摊作用;加固量相同时,内嵌CFRP加固梁性能要优于外贴CFRP加固梁,加固材料强度利用率较高。内嵌加固法是一种新的加固形式,具有广阔的发展前景。     

表层嵌入预应力碳纤维筋混凝土梁抗弯试验研究

为了充分发挥碳纤维增强塑料(CFRP)筋的高强性能,更有效提高加固梁的力学性能,通过在混凝土梁受弯区表层开20 mm×20 mm的槽后,对直径为7 mm的CFRP筋施加不同水平的预应力并嵌入开好的槽中,并用专用结构胶填充槽道,待结构胶固化后进行加固梁的抗弯试验。通过对9根表层嵌入预应力CFRP筋加固梁和1根未加固梁的抗弯加载试验,初步研究了加固梁的刚度、特征荷载、延性及梁的裂缝发展与破坏模式。研究表明,预应力CFRP筋的高强性能得到充分发挥,加固梁的刚度显著提高,开裂荷载最大提高了303.17%,极限承载能力最大提高237.92%,延性基本能满足抗震要求,破坏模式表现为3种形式。     

内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁的受弯承载力计算与可靠度分析

为探索混凝土梁加固后的安全性和可靠性,采用内嵌CFRP筋方法对两种混凝土梁进行加固并开展弯曲试验研究,在试验结果的基础上,基于可靠度理论,对加固后的混凝土梁进行可靠性指标的计算分析,探讨了在混凝土梁底部纯弯段开缺口对其承载力和安全性能的影响程度。结果显示:在混凝土梁的纯弯段部分开缺口形成宽缺口梁,没有降低混凝土梁的承载能力;内嵌CFRP筋加固混凝土梁和内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁都能显著提高其安全性和可靠性,可靠度指标最大提高幅度为110%。     

内嵌碳纤维筋加固钢筋混凝土梁可靠性研究

基于内嵌碳纤维(简称CFRP)筋抗弯加固混凝土梁的试验研究,开展变加固量内嵌CFRP筋加固梁可靠指标计算分析,探讨内嵌CFRP筋加固钢筋混凝土梁的可靠度水平随加固量的变化情况。结果表明:内嵌CFRP筋加固梁能够充分利用CFRP的高强特点,明显提高被加固梁的可靠性,其可靠指标提高幅度最大为79.52%。综合各方面因素分析可知,内嵌2根CFRP筋的加固效果最好。     

CFRP筋嵌入式加固受弯构件有限元分析

利用有限元软件Abaqus建立CFRP筋嵌入加固受弯混凝土梁模型,对加固后钢筋混凝土梁的受弯性能进行有限元分析。分析了CFRP筋不同嵌贴长度对加固梁抗弯性能的影响。探讨了加固梁的承载力、挠度、CFRP筋和钢筋的应力、应变等力学特性。结果显示,用CFRP筋嵌入法加固混凝土梁能够较好的提高混凝土梁的极限承载力,有效的提高了梁的刚度,减小了梁的变形。     

内嵌CFRP板条加固混凝土梁的抗弯性能试验研究

通过6根足尺混凝土梁的抗弯加固试验,对内嵌CFRP板条加固梁的破坏过程、受力性能、截面应变分布和挠度变形规律进行了研究。试验结果表明,内嵌CFRP板条加固梁跨中截面应变分布和挠度变形规律与外贴CFRP加固梁相似,但内嵌加固能有效避免板条的剥离破坏,其抗弯加固性能优于相应的外贴加固梁;预载加固将会降低内嵌板条的加固效果。基于混凝土结构加固理论,并考虑预加荷载的影响,对内嵌CFRP板条加固梁3种弯曲破坏形态(钢筋屈服前混凝土压碎、钢筋屈服后混凝土压碎和钢筋屈服后FRP拉断)下的抗弯承载力进行理论分析,并建立开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩的计算公式,其计算结果与作者及国内外已有的试验实测值吻合较好,可用于实际工程加固设计。     

HRBF500钢筋C100混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

拉拔条件下GFRP筋与混凝土粘结强度试验研究

采用Canadian Standards Association(CSA)标准规定的拉拔试验方法,考虑GFRP筋的种类、组分、直径、表面处理方法、肋间距、肋高度、肋宽度等因素,对GFRP筋与混凝土之间的粘结强度进行了试验研究。研究结果表明:试件的粘结破坏有筋表面变形的剪切、变形的脱落和肋间混凝土被剪碎三种形式;GFRP筋与混凝土的粘结强度低于钢筋与混凝土的粘结强度,大约为钢筋与混凝土粘结强度的65%~87%;GFRP筋的种类、直径、表面处理方法、肋高度、肋间距和肋宽度等因素对粘结强度的影响显著,但GFRP筋组分的影响不大;当肋间距为GFRP筋直径、肋高度为GFRP筋直径的6%时,GFRP筋与混凝土的粘结强度最高。     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

钢筋ECC柱复合抗扭性能试验研究

通过5个钢筋ECC柱和1个钢筋混凝土柱在压-弯-剪-扭复合应力状态下的单调受扭试验,研究了构件的破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线,分析了纤维掺量、纵筋配筋率、箍筋间距对钢筋ECC柱受扭性能的影响。试验结果表明,在复合受扭作用下,6个试件均为受扭破坏,其中5个钢筋ECC柱的裂缝细而密;增加纤维和减少箍筋间距可以提高试件延性,掺入PVA纤维的试件延性明显优于普通钢筋混凝土柱;5个钢筋ECC柱的扭矩-扭率(T-θ)曲线更为饱满,破坏阶段扭矩下降缓慢,受扭承载力高。     

高强钢筋活性粉末混凝土简支梁刚度试验研究

在8根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯试验的基础上,通过改变试验梁的纵筋率、钢筋等级等因素,分析试验梁的承载性能和变形特点。结果表明,随着配筋率和钢筋等级的提高,试验梁的承载力和整体刚度也相应提高,延缓了纵筋进入塑性阶段的时间,有效约束裂缝的发展,降低梁在加载阶段的挠度。根据高强钢筋活性粉末混凝土梁自身受力特点建立抗弯刚度计算公式,并将计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好,可供高强钢筋活性粉末混凝土梁设计参考。     

锈蚀钢筋再生混凝土梁粘结性能及承载力研究

为了研究再生混凝土梁与锈蚀钢筋的粘结性能及抗弯承载力,对12根不同直径钢筋、不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行静荷载试验。结果表明：当钢筋锈蚀率小于9.31%时,再生混凝土梁材料破坏而发生弯曲破坏模式,当钢筋锈蚀率大于9.31%时,梁发生粘结-剪切破坏模式|随着钢筋锈蚀率的增加,试验梁的屈服荷载和极限荷载逐渐降低|随着荷载的增加,钢筋与再生混凝土之间的相对滑移由近似抛物线的分布形式发展成波浪线的分布形式|正常使用荷载作用下试验梁跨中截面再生混凝土仍符合平截面的假定|钢筋锈蚀率在0～9.31%时,通过定义锈蚀钢筋与再生混凝土之间的界面协同工作系数,提出了锈蚀钢筋再生混凝土梁抗弯承载力的计算方法,计算值与试验结果进行对比分析,吻合较好。     

Shear resistance of the perfobond-rib shear connector depending on concrete strength and rib arrangement

In this study, a perfobond-rib shear connector between steel and concrete mixed girder bridge components is described. Push-out tests were conducted and the results were compared with established shear-capacity equations for perfobond shear connectors. Modified shear-capacity equations that consider the perfobond-rib arrangement, including rib height and spacing, are proposed. The test results were compared with studies of the concrete end-bearing zone, of transverse rebars in the rib holes, and of the shear-capacity equations of perfobond ribs. From the push-out tests, the shear capacity of the perfobond-rib shear connector varies in proportion to concrete strength, as indicated by the increase in the contribution to the shear resistance of the concrete. The ductility of the conductor is related to the flexibility limit of the transverse rebar in the rib hole. The shear capacity of a twin perfobond-rib shear connector was reduced to about 80% that of a single perfobond rib by reducing the shear capacity contributed by the concrete end-bearing zone, the concrete dowel, and the transverse rebar in the rib hole. The perfobond rib can be used as a shear connector in composite or mixed structures since it has sufficient ductility as well as high shear capacity.     

配置大间距HRB500高强纵筋的混凝土叠合梁受弯性能试验研究

对8个采用大间距、大直径HRB500纵筋的钢筋混凝土叠合梁和2个对比试件进行了静力试验,研究了纵筋间距、箍筋肢距和构造钢筋对叠合梁受弯性能的影响。结果表明:在截面配置大间距■40或■32受力纵筋的混凝土叠合梁,其裂缝分布形式和裂缝发展与普通配筋叠合梁相近,但开裂早于普通配筋叠合梁,开裂荷载小于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的计算值;受力性能与普通配筋叠合梁相近;受弯承载力及短期刚度可以按照GB 50010—2010计算。增加纵向构造钢筋对裂缝开展、屈服荷载和受弯承载力的影响较小。试件受弯主裂缝的位置大多位于箍筋处,平均裂缝间距与规范计算值差异较大。按照JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》规定的叠合面要求制作的试件,在峰值荷载前,未出现叠合面破坏。     

Shear resistance mechanism and load-slip curve features of perfobond rib connectors during plastic stage

为保证单孔PBL连接件在塑性阶段仍具备较高的残余受剪承载力和较好的延性,对22组未设置贯通钢筋和21组设置贯通钢筋的单孔PBL连接件的荷载-滑移曲线进行了统计分析,研究了板厚不小于9mm的单孔PBL连接件进入塑性阶段后的受剪机理。在此基础上,根据荷载-滑移曲线的延性特征将其进行分类,并给出了判别条件。研究表明：单孔PBL连接件塑性阶段的残余受剪承载力由混凝土榫沿剪切破坏面的黏结力、侧向约束力提供的受剪承载力以及贯通钢筋的销栓作用组成。根据塑性阶段的侧向约束力情况,将单孔PBL连接件荷载-滑移曲线分为Ⅰ类、Ⅱ类与Ⅲ类曲线。可通过控制约束强度比,避免未设置贯通钢筋和设置贯通钢筋的单孔PBL连接件的荷载-滑移曲线出现延性较差的第Ⅲ类曲线,并可通过控制贯通钢筋比,避免设置贯通钢筋的单孔PBL连接件的荷载-滑移曲线出现经济性较差的第Ⅱ类曲线;可通过联合控制约束强度比和构造钢筋比,避免荷载-滑移曲线出现峰值点处荷载突变。