CFRP加固混凝土结构的界面力学性能研究

基于界面剥离破坏机理,对影响界面力学性能的有关参数进行了深入分析,揭示了影响界面剥离性能的主要因素,提出了界面粘结—滑移本构模型及受弯加固剥离承载力的实用计算表达式,为CFRP加固混凝土结构技术的设计方法提供了参考。     

CFRP加固混凝土梁承载力性能的非线性分析

讨论了CFRP加固混凝土梁的建模方法及相互连接的处理,并采用大型有限元软件对CFRP加固混凝土梁承载力性能进行了深入的非线性分析,分析结果表明,采用CFRP布加固梁取得了良好的效果。     

CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳性能研究综述

随着建筑服役年限的增长,环境腐蚀限制结构承载力的问题已不容忽视。CFRP材料因其优异的力学性能在钢筋混凝土结构的加固修复领域受到了青睐,CFRP加固结构疲劳性能的研究也在如火如荼地进行。文章结合现有实验,较完整地总结了CFRP材料加固钢筋混凝土梁疲劳性能的研究进程。     

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。     

硫酸盐环境下CFRP加固顺序对混凝土梁界面黏结性能影响

提出了先粘贴CFRP后硫酸盐腐蚀以及先硫酸盐腐蚀后粘贴CFRP两种加固顺序,开展了64块CFRP-混凝土试件的双剪试验,分析了CFRP粘贴顺序、粘贴长度、粘贴宽度对混凝土界面破坏模态、抗压强度、剥离荷载、黏结强度、界面能、黏结应力-滑移曲线的影响,并基于硫酸盐环境影响系数建立了CFRP-混凝土界面黏结强度模型。试验结果表明,硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护混凝土黏结区域;随着硫酸盐腐蚀时间的延长,界面的剥离荷载、黏结强度均呈下降趋势,腐蚀至123 d时,下降最为严重,而对于界面断裂能,腐蚀至123 d时,下降幅度反而降低;CFRP黏结长度为65 mm下的界面黏结强度最大,随着黏结长度的增加,CFRP-混凝土界面的黏结性能逐渐降低;硫酸盐环境影响系数的提出可为恶劣环境的分类提供科学依据。     

预应力CFRP加固混凝土梁的有限元方法分析

本文对预应力CFRP加固混凝土梁在Ansys中的建模和计算方法进行了简要分析,主要对单元的选择、材料本构关系的选取、预应力CFRP加固混凝土梁的建模方式、预应力的实现方式进行了分析。     

CFRP板加固高强混凝土梁试验研究

通过三点弯曲试验,并利用CCD相机及数字散斑分析技术研究了CFRP板裂缝扩展至破坏的全过程。结果表明:各因素对试件承载力的影响程度从大到小依次为CFRP板厚、加载速率、裂缝深度、混凝土强度;粘贴CFRP板的高强混凝土试件破坏是由混凝土剪切破坏引起的CFRP板粘贴胶层与混凝土之间的界面剥离破坏,其从裂缝开始扩展到完全破坏的时间明显长于未粘贴CFRP板的试件;黏结界面仍是外粘CFRP板加固高强混凝土构件的薄弱部位。     

预应力混凝土梁CFRP加固设计研究

以实际工程为背景,针对预应力混凝土梁CFRP加固的抗弯受力性能进行了研究。研究中运用了基于材料非线性本构关系的有限元分析及参照现有加固规范的计算分析,并对不同的分析结果进行了比较。经分析对比,参照规范得出计算结果具有足够的安全余量,可用于实际工程的设计计算,但此方法对预应力梁的裂缝、挠度等特性无法描述,需要进一步研究。     

外贴纤维加固梁CFRP与混凝土粘结性能的试验研究

FRP与混凝土之间的粘结性能是控制外贴FRP加固混凝土结构成败的关键,在外贴CFRP加固钢筋混凝土梁试验中,在纯弯段内沿CFRP受力方向连续粘贴了应变片,进行了CFRP与混凝土的粘结性能的试验研究,并在试验数据的基础上分析了CFRP应变以及粘结剪应力的发展和沿粘结长度的分布规律。研究结果表明初始裂缝的存在对粘结性能的影响主要表现在加载初期和裂缝附近的局部范围。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁二次受力时的非线性有限元研究

对粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土试件梁,在考虑二次受力时的共计20多种情形进行了仿真模拟,研究了每种情形下的极限荷载能力和刚度。计算结果表明,粘贴碳纤维布与未粘贴相比、粘贴多层与粘贴较少层数相比,可明显提高极限荷载并使相应的挠度减少;加固前初应力水平越高,极限荷载的提高程度越小。     

CFRP加固钢筋混凝土梁平面假设的非线性有限元分析

利用大型通用有限元软件ANSYS10.0,对碳纤维片材（CFRP）加固钢筋混凝土梁的平面假设进行了非线性有限元分析。分析包括了各级荷载下纯弯曲梁段和非纯弯曲梁段横截面上的水平位移,其结果表明,平面假设在所有情况下均有效。     

碳纤维加固对钢筋混凝土连续梁受力影响的初探

针对多跨框架建筑加固工程中常遇到无法对钢筋混凝土(RC)连续梁梁顶进行加固的情况，可以考虑采用碳纤维增强复合材料(CFRP)来加固梁的跨中，增强其正截面的抗弯承载力，并利用梁支座处出现塑性铰，引起弯矩重分布的特性，来达到加固之目的。本文主要对CFRP加固后，连续梁调幅能力、支座配筋率对加固效果影响、二次受力等几个因素可能对连续梁承载力产生的影响做了定性分析。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁正截面受弯非线性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件建立混凝土非线性有限元模型,模拟分析了碳纤维加固钢筋混凝土梁正截面受弯的受力、破坏全过程。在分析中,利用单元生死技术实现结构的二次受力,并对碳纤维梁底加固和梁侧加固的两种不同情况进行了对比。结果表明,梁侧加固形式的强度、刚度相比梁底加固形式下降很小,并且,梁侧加固比梁底加固具有更好的变形性能。最后,将ANSYS分析结果与按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》计算得到的正截面受弯承载力理论解进行了比较,结果吻合较好,说明了ANSYS分析的可行性和可靠性。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

在参考了其他学者在钢筋混凝土非线性有限元分析中所做工作的基础上,编制了完整的碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序.程序中采用了分离式有限元模型并且考虑了钢筋与混凝土之间粘结滑移关系.通过与试验梁对比,程序计算所得加固与未加固梁的极限承载力、梁的破坏形式、荷载-挠度曲线、加固层应变与试验值都很接近,验证了程序的可行性与适用性.     

表层嵌贴预应力CFRP板条加固钢筋混凝土梁的应力传递行为

表层嵌贴预应力FRP板条加固钢筋混凝土结构技术可充分发挥FRP材料强度,且不需设置永久锚具,具有较大的潜力。以试验得到的嵌贴FRP混凝土粘结滑移关系为基础,建立了嵌贴预应力CFRP板条与混凝土的粘结应力微分方程,并根据边界条件推导了方程的解析解,得到了嵌贴预应力CFRP板条放张后界面粘结应力、CFRP拉伸应力的分析模型。与试验结果的比较表明,该模型得出的界面粘结应力及CFRP拉伸应力与试验结果吻合较好。在此基础上,考虑放张后CFRP混凝土界面不出现剥离的条件,分析了粘结界面能抵抗的最大容许预应力。     

CFRP加固混凝土结构耐久性试验研究

为了对海水环境下CFRP-混凝土界面性能进行研究,采用42个CFRP片材进行了CFRP材料物理力学性能试验,采用72个混凝土单剪试件对海水环境下CFRP-混凝土界面黏结性能进行试验。结果表明:CFRP材料的耐久性良好,长时间的海水腐蚀对CFRP材料的物理性能没有太大影响;CFRP-混凝土黏结强度随腐蚀时间增加而降低;长时间海水腐蚀对界面延性有不利影响,对界面应变发展规律和黏结滑移关系没有明显影响。     

CFRP加固钢筋混凝土外伸梁斜截面试验研究

研究了外部U形粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁负弯矩区段斜截面的受力特性.在7根梁的试验基础上,对U形碳纤维条不同粘贴高度和开口端有无压条的不同情况的梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析,并将试验结果与规程的设计计算值进行了比较,提出了碳纤维应变的修正参数.     

CFRP加固工字钢梁的结构性能和失效分析

针对碳纤维加固聚合物(CFRP)失效分析和CFRP加固工字钢梁的结构性能进行了试验和数值模拟。了解CFRP的失效模式有助于防止和减缓结构破坏。对1根未加固梁和12根使用不同类型、尺寸CFRP条带加固的梁进行了试验和数值模拟。试验采用静态逐步加载的四点弯曲法,并利用ANSYS软件对试样进行3D建模和非线性分析。结果显示,用于工字钢梁加固的CFRP失效模式包括:集中荷载处开裂(BS)、集中荷载处脱粘(BD)、端部分层(EDL)以及端部脱粘(ED)。CFRP失效模式的产生和发展取决于强化进度。研究发现,不同加固规格的CFRP加固钢梁的结构性能不同。     

内嵌CFRP加固RC梁非线性有限元分析的问题

内嵌式（NSM）加固法快捷简单、不影响结构的正常使用，是一种值得推广的新技术，阐述了非线性有限元分析的优点及内嵌CFRP板条加固混凝土梁中应注意的一些问题，使分析结果与试验结果吻合更好。