预应力碳纤维板锚具试验研究

在预应力碳纤维板加固技术应用中,合理可靠的碳纤维板锚具是其中一个关键部分.通过对7种不同锚固措施的碳纤维板锚具进行试验,研究并分析了影响碳纤维板锚具锚固效果的因素,研制出一种可以应用于实际工程的碳纤维板锚具.     

预应力CFRP板夹片式锚具的研制与试验研究

预应力碳纤维板夹片式锚具用于加固混凝土结构,其利用摩阻锚固原理设计,主要由夹片和锚板组成,依靠锚板、夹片以及夹片之间的碳纤维板互相挤压形成一个整体结构;从理论上分析了夹片式锚具的工作原理及力学模型,以此设计锚具的关键尺寸.试验表明预应力碳纤维板夹片式锚具具有极高的锚固性能.     

有粘结预应力CFRP板加固混凝土梁预应力损失研究

针对目前预应力CFRP板锚具系统锚固可靠性差、加固工艺复杂、预应力损失大等问题,采用自主研发的两套锚固张拉系统对6根混凝土梁进行有粘结预应力碳纤维板张拉试验。研究锚具种类、锚固方式和预应力水平对试件加固过程中预应力损失的影响。试验结果表明:锚具1比锚具2预应力总损失率小;随着预应力水平的提高预应力总损失率增大;同不开槽的锚具相比,开槽嵌入式锚具预应力总损失率较小。总结得知预应力损失主要为两种:锚具变形及CFRP板与锚具之间滑移引起的预应力损失、碳纤维板应力松弛引起的预应力损失。     

夹片式碳纤维板锚具的有限元分析与试验

借鉴预应力钢绞线锚固体系提出了一套用于加固混凝土结构的夹片式碳纤维板锚具,对该型夹片式锚具的锚固过程和锚固机理进行分析,同时利用ANSYS软件进行有限元分析。分析结果显示,该型夹片式锚具能较好地满足锚固碳纤维板的受力要求,通过该型夹片式碳纤维板锚具组装件进行静载拉力试验,试验结果表明该型锚具具有较好的锚固夹持性能。     

OVM预应力碳纤维板锚具及其静载试验研究

OVM预应力碳纤维板加固技术是一种新型的桥梁加固方式,锚具作为其中的关键部件,其锚固性能直接影响到体系的安全性。经大量试验的验证,证明其锚固效率系数极高,满足碳纤维板的张拉技术要求。     

钢梁预应力碳纤维板新型张拉锚具的设计和数值分析

基于现有纤维复合材料加固技术,对目前预应力碳纤维板锚具的技术特点和适用性予以分析。通过概念设计,提出了一套针对钢梁及钢-混凝土组合梁加固的预应力碳纤维板张拉-锚固装置的整体结构及工作原理,通过详细设计计算,研究锚固体系各个部件的构造和功能。结合三维实体模型和有限元数值分析,给出了锚具的空间应力和变形情况,检验锚具在碳纤维板张拉至破坏下的强度和稳定性。最后对该套锚固体系的优点和张拉工艺作了阐述。     

预应力碳纤维板锚具锚固性能试验研究

碳纤维板是一种弹性材料,直到破坏仍然保持弹性,因此,碳纤维板在受力前的任何偏差,都会导致碳纤维板在其宽度方向上的不均匀受力。先达到极限应变的一侧会先破坏,从而使碳纤维板的试验张拉强度降低。合理的锚具能使碳纤维板充分发挥其抗拉能力,使桥梁加固的效果更加显著和安全。本文通过试验研究3组锚固形式下预应力碳纤维板张拉过程中受力情况,分析碳纤维板受力过程和锚具性能,比选出合理的锚具和锚固方式。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受弯性能

为研究预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受弯性能,进行3根碳纤维板加固钢筋混凝土梁和1根对比梁的试验研究。研究预应力以及梁底锚固方式对混凝土梁的受弯承载力、刚度、裂缝发展情况、碳纤维板利用率的影响。试验结果表明:预应力碳纤维板加固可明显提高试件的受弯承载力,提高碳纤维板的利用率,减小裂缝宽度,其延性有所下降,在加固构件设计时需特别关注;两种锚固方式均满足正常使用要求,综合考虑无需开槽的MJ-2锚具适用性更强。     

预应力碳纤维板加固混凝土梁的粘结锚固性能试验研究

对预应力碳纤维板材加固混凝土梁构件的应用做了初步的研究,提出了应用预应力碳纤维板材加固梁构件的试验施工工艺;对施加预应力后的碳纤维板与混凝土结构结合面间的粘结锚固的可靠性和通过粘结锚固能施加到混凝土结构上的有效预应力进行了试验研究。试验研究结果表明,在研究并采用了一种简单适用的新型粘结锚固措施后,碳纤维板张拉力能有效地通过粘结和锚固将预应力加到混凝土结构上,能施加的有效预应力为张拉力的65%~80%,试验结果可为工程应用提供有益的参考。     

预应力碳纤维板加固矩形梁的试验研究

以往使用不施加预应力的碳纤维材料加固构件不能最大限度发挥材料性能,预应力碳纤维板加固技术可有效解决上述缺陷。本文在此基础上优化了锚固设备,并对6根采用外部粘贴预应力碳纤维板加固的构件进行了抗弯试验,分析了3套锚具的性能,研究了预应力碳纤维板加固对试件特征荷载、裂缝发展、碳板与钢筋协同性等的影响。试验结果表明:预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分发挥碳纤维材料性能。     

预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁的二次受力性能研究

预应力CFRP加固技术是近年来得到重视的新型加固方法,但目前国内外关于预应力碳纤维CFRP加固混凝土受弯构件的二次受力性能方面的研究较少.通过2根长7.2m的大型钢筋混凝土梁试件预应力CFRP二次受力加固的试验研究,考察预先加载至钢筋屈服后再采用预应力CFRP加固的钢筋混凝土梁的力学性能,比较非预应力CFRP加固构件的...     

端部锚固CFRP板加固RC梁IC剥离过程非线性分析1

端部锚固预应力碳纤维增复合板(Carbon Fiber Reinforcement Polymer Laminate,简称CFRP板)加固钢筋混凝土结构目前最为常见的抗弯加固方式,为探讨端部锚固CFRP加固RC梁IC剥离过程的起始和演化,文章基于部分黏结作用复合梁理论,利用内聚力开裂模型模拟界面层的剥离过程,通过引入含残余强度的四线性黏结滑移本构模型模拟CFRP板与钢筋混凝土梁之间相对滑移带来的界面的变形协调和应力变形行为的非线性特征和软化特性,得到单一裂缝模式下中间裂缝剥离过程中相应的界面黏结剪应力,相对滑移量、CFRP板轴力分布以及加固构件整体荷载 跨中位移,荷载 跨中CFRP板应变的响应曲线,并与文献提供的试验数据进行对比。结果表明,理论计算结果与试验结果基本一致,可以反映端部锚固CFRP板加固混凝土梁的实际受力状态,为端部锚固CFRP板加固混凝土梁的受力分析和设计提供了理论参考。     

预应力CFRP与钢板复合加固混凝土受弯构件的正截面承载力试验研究

CFRP 作为新型结构加固材料在混凝土加固工程中应用比较广泛,预应力 CFRP 与钢板复合加固混凝土受弯构件能显著提高正截面承载力,通过5根混凝土梁试验所得数据,探索分析复合加固技术对构件正截面承载力的影响。     

CFRP与钢板的粘结性能研究

进行了CFRP与钢板的粘结性能试验研究，以期了解2种材料的粘结性能以及底胶和横向CFRP等因素对试件承载力和刚度的影响。研究结果表明：在纵向CFRP断裂前：不论是否使用底胶以及是否粘贴横向碳纤维织物，纵向CFRP和钢板都能保持协同工作；试件的荷载一应变曲线可以划分为3个阶段，即弹性阶段、弹塑性阶段和下降段；在其它条件相同的情况下，底胶和横向CFRP对试件的承载力和刚度并无显著影响。     

Thermal stress measurement in steel plate strengthened by CFRP and aluminum alloy plates

In steel members strengthened by carbon-fiber reinforced polymer (CFRP) plates, the thermal stresses are introduced in the steel members, the CFRP plates and the adhesive layers when temperature changes because the linear thermal expansion coefficients of steel and CFRP are mismatched. As so far, the authors proposed a technique to reduce the thermal stress in steel members strengthened by CFRP plates, which involves bonding aluminum alloy plates with CFRP plates. In the proposed method, the thermal stress in steel member can be reduced so that there are negligible levels of stress in steel member when the cross sectional areas of CFRP and aluminum plates are designed to correspond to the coefficient of thermal expansion of steel, even though the thermal stresses are introduced in the CFRP and aluminum plates. In this study, to confirm the maintaining the thermal stress reduction in steel member by proposed method, thermal stress measurement in steel plate strengthened by CFRP and aluminum plates was carried out about 21 months. In this research, the thermal stress introduced in the steel plate strengthened by CFRP plates was also measured. Furthermore, to assume the thermal shear and normal (peel) stresses in adhesive layers, FE analysis with plane stress element was employed. As the result, it was shown the thermal stresses in steel plate with CFRP plate were able to calculate by using composite theory and measured temperature. Furthermore, in steel plate strengthened by CFRP and aluminum plates, the thermal stress introduced in steel plate was negligible-small through the all-season. It was found the thermal stresses in steel plate with CFRP plates as well as CFRP and aluminum plates were also estimated by using composite theory and measured temperature. In the steel plate strengthened by CFRP and aluminum plates, the thermal shear and normal stresses in adhesive layer glued to steel plate become smaller than that in the conventional CFRP bonded specimen. However, the shear stress in adhesive layers between CFRP and aluminum plates in proposed method was higher than the thermal stress in adhesive layers between CFRP plates in conventional method.     

13m空心板梁用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固后的可靠度分析

通过考虑影响碳纤维增强复合材料(CFRP)加固板梁截面抗力的多种因素,以上海市庙泾港桥13m跨径的空心板梁为例,用蒙特卡罗模拟得出了CFRP加固截面抗力统计参数模拟结果,结果表明CFRP加固截面抗力服从正态分布。据此,计算得出13m板梁粘贴不同层数CFRP及不同钢筋面积损失情况下的可靠度指标,同时得出采用CFRP加固后,可提高结构的可靠度。     

CFRP板加固钢筋混凝土矩形截面梁的预应力水平计算

针对预应力碳纤维复合材料板(CFRP板)加固的钢筋混凝土矩形截面梁,应用梁底面、粘结层间和CFRP板之间的变形协调条件,推导出了一个理论模型.应用该模型计算得到了预应力释放完毕状态下CFRP板的正应力以及粘结层间的剪应力沿梁跨长的分布,进而得到了该状态下CFRP板的预应力水平.随后将计算得到的CFRP板的预应力水平与试验结果进行对比,结果吻合良好.     

外贴CFRP板加固混凝土结构试验研究

为研究外贴CFRP板粘贴长度对混凝土结构粘结性能的影响,设计5个不同CFRP板粘结长度的混凝土试件并进行三点弯曲加载试验,采用数字散斑分析技术研究试件应变演化。结果表明,随着CFRP板粘贴长度的增加,混凝土结构三点弯曲承载力增加。     

Experimental study on ancient brick pagoda model strengthened with prestressing CFRP plate hoop

根据古砖塔竖向开裂的震害特征,提出了预应力碳纤维板围箍加固工艺,研制了相应的张拉锚固装置。通过六边形古砖塔缩尺模型的围箍加固试验,研究了碳纤维板、砌体在围箍力作用下的应变随时间的变化规律。研究结果表明：张拉碳纤维板可对塔身产生有效的环向约束,碳纤维板的张拉应变和砌体的压应变与预应力度基本成正比;采用超张拉工艺可以降低碳纤维板与砌体之间摩擦阻力的影响,改善应变分布的不均匀状况;在长期保持预应力的状态下,碳纤维板和砌体的应变在14 d后趋于稳定,变化趋势符合对数分布规律。     

新型CFRP抗弯加固方法的试验研究

为了解决外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固法中加固构件因发生CFRP布剥离而使加固失效的问题,提出了一种新的端部锚固方法,即将CFRP布两端缠绕在铁片上,然后用螺栓把铁片固定于混凝土梁的支座处;对采用该方法加固的钢筋混凝土梁进行了三点弯曲试验。结果表明:这种端部锚固方法可以延缓CFRP布的剥离,即使CFRP布在跨中剥离仍可与梁共同受力,直至CFRP布拉断,从而有效地提高CFRP的利用率;此外,加固梁表现出良好的延性破坏特征。