碳纤维(加锚)加固混凝土梁抗剪试验研究

本文吸收了国内外碳纤维加固已有的研究成果,针对碳纤维片材抗剪加固时端部常出现的剥离破坏,提出了一种新的锚固形式,并且进行了试验研究.试验表明,采用此锚固形式可以有效的防止碳纤维片材端部的剥离破坏,大大提高混凝土梁的抗剪承载力.     

波形齿夹具锚锚固碳纤维布加固混凝土梁试验研究

在碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯试验中,首次采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固。研究证实这种端部锚固方法能够阻止片材由于弯剪斜裂缝引起的剥离向端部发展,将片材的剥离限制在局部区域内;在加载的中后期,锚具承担了碳纤维布中大部分拉力,防止了片材与混凝土之间粘结树脂过大的剪切变形,有效地防止了片材的剥离破坏;采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固,对提高片材的利用率具有非常显著的作用,特别是当碳纤维布层数较多、厚度较大时。     

预制预应力空心板的碳纤维加固技术:试验研究和分析

对采用碳纤维片材加固的预制预应力空心板进行抗弯性能试验和分析。采用嵌入式和外贴式两种方式加固。对碳纤维片材面积和横向锚固的作用也进行了研究。研究结果表明:当试件破坏时,所增加的粘结强度促使嵌入式板材充分发挥作用,因此,嵌入式加固技术具有较高的加固效率。然而,嵌入式加固设计还应谨慎对待以免产生不利的剪-拉破坏模式;外贴式加固技术由于过早的剥离破坏而具有中等的加固效率,然而这种效率可以通过横向碳纤维锚固来优化,横向锚固使得剥离远离板端,且延迟了剥离破坏,其变形比对比板的更小。对试验进行了合理的分析,试验和分析结果具有很高的一致性。     

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。     

预载水平及剪/弯承载力比对剥离破坏的影响

通过碳纤维片材加固钢筋混凝土简支梁的受弯试验及文献中相关试验,研究了预载水平及剪/弯承载力比对纤维片材初始剥离荷载的影响。对本文试验及文献中发生剥离破坏的碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的试验研究,分析结果表明:(1)随剪/弯承载力比的增大,加固梁纤维片材的初始剥离荷载也随之增大;但当剪/弯承载力比值较小,即受剪承载力富裕度较小的情况下,纤维片材可能会在低于设计极限承载力时发生剥离破坏;(2)加固时预载水平的大小对碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的极限荷载和CFRP片材初始剥离时的荷载影响不大。因此加固设计时必须充分考虑加固构件的受剪承载力对剥离破坏的影响,以避免纤维剥离这一脆性破坏模式的发生。     

FRP抗剪加固钢筋混凝土梁研究综述

对纤维增强复合材料(FRP)片材抗剪加固钢筋混凝土梁的研究现状进行了回顾和总结,归纳了FRP的抗剪加固方式,包括粘贴形式和锚固方法;将影响加固效果的主要因素概括为原梁条件和加固参数两大项,并讨论了若干分项因素的影响;探讨了加固梁的抗剪机理和破坏模式,列举了各国技术标准提供的和相关文献建议的多种抗剪承载力计算方法;指出了加强FRP片材端部锚固的重要性以及有待拓广和深入的应用基础研究方向,可为后续研究提供有益的参考。     

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。     

锚固装置对碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土T型梁承载力的影响

通过对带锚固装置碳纤维加强材料(CFRP)抗剪加固钢筋混凝土梁进行试验研究。共测试6根梁,其中1根为控制梁,1根为U型CFRP箍加固梁,其余4根均为带端部锚固装置的U型CFRP箍加固梁。基于试验结果,首先从破坏模式、抗剪效果等方面分析不同类型锚固装置对碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁的影响;并将试验结果与GB 50608—2010《纤维增强材料建筑工程应用技术规范》中抗剪承载力计算式进行对比,讨论该计算式的不足。     

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与钢板复合加固混凝土梁斜截面试验研究

通过14根被加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力试验，研究了碳纤维布和钢板以及两者复合加固后混凝土梁的破坏特征、受力性能和破坏机理，并对不同加固方法、剪跨比、加固片材的名义“配箍率”及粘贴锚固方式下的斜截面加固效果进行了分析。试验结果表明，碳纤维布与钢板复合加固可以大大提高混凝土梁的抗剪承载力，并使得梁的整体刚度和变形能力也得到提高；相对于碳纤维布加固，复合加固增大了梁破坏时碳纤维布的利用率；梁的剪跨比越大，其复合加固后承载力提高越明显，延性越好；对于粘贴锚固方式，U型锚固比两侧面粘贴加固效果好，45°粘贴比90°粘贴加固效果好；提高碳纤维布以及钢板的名义“配箍率”可以提高被加固梁的抗剪承载力。研究成果可为实际工程应用提供参考。