FRP板长度对混凝土梁破坏影响的试验与数值模拟研究

用试验和数值试验方法分析了FRP加固混凝土结构梁的破坏过程,即从加载开始至达到最大载荷,以及失去承载力。通过粘贴不同FRP板长度对于加固后结构的裂缝分布以及承载力的影响,可以看到,FRP板的长度直接影响结构破坏时的最大承载力和梁的变形量,在适当的范围内,FRP板的加固长度越大,梁的极限承载力和梁的变形量越大,而且混凝土梁的底部产生的细小裂缝越多;FRP板很容易产生剥离破坏,所以黏结层也起着非常关键的作用,并且对FRP板的破坏形式起着非常重要的作用。     

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。     

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。     

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。     

冻融循环对ECC-RC复合梁受弯性能影响

对ECC-RC复合梁和RC梁分别经历0、50、100、150次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析了冻融循环次数对构件的承载能力、破坏形态、裂缝及挠度的影响。研究表明:随着冻融循环次数的增加,梁的屈服荷载和极限荷载均有一定程度的降低,且降低的幅度随冻融循环次数的增加而逐渐增大;随着冻融循环次数的增加,在相同荷载作用下,ECC-RC复合梁的挠度比RC梁的挠度减小约20%;在相同冻融循环次数下,ECC-RC复合梁的极限承载力平均比RC梁要高18%左右。冻融循环作用后,受拉区ECC材料相对于混凝土具有较好的控制裂缝开展、抵抗构件变形的能力,实现了RC梁单一裂纹宏观开裂发展模式向ECC-RC复合梁多重微细裂纹稳态开裂模式的转变。     

半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究

为研究半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁(简称半预制梁)的受弯性能,设计了5根半预制梁进行了三分点单调加载试验,分析了预制外壳混凝土强度、钢纤维掺量以及键槽间距等因素对半预制梁承载力、挠度、裂缝发展变化规律的影响,并与现浇HRB600级钢筋高强混凝土梁(简称现浇梁)进行了比较.结果 表明,半预制梁与现浇梁表现出相同的受力特点和变形特征;预制外壳加入钢纤维可提高试验梁的开裂荷载,改善延性,减小裂缝宽度;提高预制外壳混凝土强度可提高试验梁的极限承载力;设置键槽,可提高梁的极限承载力,延缓刚度退化,改善延性;设置键槽的半预制梁在受弯荷载下的承载力、裂缝宽度、挠度可按《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)计算.     

预应力FRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

对5根以FRP筋为有粘结预应力筋、以普通钢筋为非预应力筋的预应力混凝土梁受弯性能进行试验研究。根据试验结果对预应力FRP筋混凝土梁受力过程、破坏模式及裂缝情况进行了较为详细的研究。测定了梁的极限承载力、变形发展及裂缝分布等情况。试验研究结果表明：与预应钢绞线混凝土梁相比，预应力CFRP筋混凝土梁具有很好的变形能力而极限承载力相差不多，但是预应力AFRP筋混凝土梁承载力较低。通过计算得到的极限承载力、挠度与试验结果吻合较好。     

冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。     

新型预应力刚接板梁足尺试验研究

研发一种新型预制装配式板梁结构——刚接板梁,并结合工程实际对22 m跨径刚接板梁进行足尺试验研究。试验采用大吨位千斤顶加载,测量试验梁跨中截面混凝土应变、下缘钢筋的应变及挠度数据。研究结果表明:刚接板梁抗裂性能较好,在正常使用状态下,上下缘混凝土均受压,梁具有良好的弹性性能,达到正常使用极限状态时安全储备较大;梁刚度较大,满足规范要求;刚接板梁达到承载力极限状态时,混凝土及钢筋应力未到设计值,有一定富余;荷载达到1.42倍承载力极限状态设计值时,梁未极限破坏,卸载后裂缝闭合。     

纤维网增强混凝土复合材料约束混凝土应力-应变关系研究

为研究纤维网增强混凝土(TRC)加固层对混凝土柱的约束性能,对13根混凝土柱试件(包括10根TRC加固柱和3根对比柱)进行了轴心受压试验,分析了纤维网层数、短切纤维及混凝土强度对TRC加固效果的影响,基于试验结果提出了TRC约束混凝土应力-应变关系简化计算模型。研究结果表明：TRC加固可改善混凝土柱的轴压破坏形态;与未加固柱相比,TRC加固柱的承载能力和变形能力有不同程度提高,且提高幅度与纤维网层数、混凝土强度以及短切纤维掺入相关,纤维网层数越多、混凝土强度越低时,加固柱的承载力和延性提高幅度越大,最高可分别达67.3%和65.2%;TRC基体中掺入短切纤维有利于加固柱的承载力和延性提高;提出的TRC约束混凝土应力-应变关系计算模型与试验结果吻合较好,可用于描述TRC约束混凝土应力-应变关系曲线。