钢板增强胶合木梁的抗弯性能

为了改善普通胶合木梁的受力性能,提出了在其底部粘贴钢板或增设螺钉的增强方式,从而形成钢板增强胶合木梁。进行了21根梁的抗弯试验,分析了钢板厚度、是否设置螺钉对梁破坏形态、承载力和变形能力的影响,并与普通胶合木梁进行对比。结果表明:粘贴2、3和4mm厚钢板增强后,梁承载力分别提高了73.3%、90.0%和71.0%,随着钢板厚度的增加,承载力先增大后减小;粘贴同厚度钢板并设置螺钉后,梁承载力分别提高了76.4%、96.9%和148.6%,随着钢板厚度的增加,承载力增大,螺钉的增强效果在钢板较厚时表现明显。钢板增强后,梁的极限变形比普通胶合木梁提高了6.2%~61.1%,钢板厚度和是否设置螺钉对梁变形能力的影响与其对承载力的影响类似。在验证了钢板增强胶合木梁基本符合平截面假定后,提出了此类构件的受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明,理论值与试验值的平均误差不大于10%。     

碳纤维布不同加固方式对木梁承载力影响试验研究

为研究碳纤维布(CFRP)对矩形木梁的加固效果,采用CFRP包裹9根矩形木梁进行抗弯、抗剪性能的试验。本文分析不同CFRP加固层数、不同加固方式对木梁承载力性能的影响,获得了试件的破坏形态、极限承载力、荷载-挠度关系和应变分布等。结果表明：加固梁在变形过程中符合平截面假定,CFRP改变了木梁的脆性破坏模式,其受压区有明显的塑性变形段,提高了木梁的抗弯、抗剪性能,极限承载力提高最高为为55.1%,试件的刚度和延性也同时得到改善,采用CFRP加固增强木梁性能的方法是行之有效的。     

BFRP层数对加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响

为了研究不同层数玄武岩纤维布(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)对加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响,使用分离式油压千斤顶对梁进行三分点加载试验。分别观测梁底部粘贴1层、2层和3层BFRP时加固梁的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载及以上荷载对应的跨中挠度,并与基准梁进行了对比分析。试验结果表明:随着BFRP粘贴层数的增加,梁的破坏形态发生了改变,主裂缝数量减少,开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有不同程度的提高,其中极限荷载分别提高了7.92%(1层)、23.66%(2层)和29.31%(3层),对应跨中挠度也分别降低了14.54%、26.65%和28.81%;粘贴1~2层BFRP时,梁的延性系数有所增大,而粘贴3层BFRP时,延性系数减小;弯曲裂缝的产生和扩展是引起BFRP发生破坏的主要原因;梁的抗弯性能并不与BFRP层数成比例增加,综合来看,采用2层BFRP加固的梁,不仅抗弯承载力和延性得到了较大提高,跨中挠度也大幅下降,具有良好的经济性。     

FRP板隐蔽式加固古建筑木梁的抗弯性能

为研究FRP板隐蔽式加固古建筑截面削弱型木梁的抗弯力学性能,设计了3组18根木梁试件的静力加载试验,比较了新构件替换残损构件与残损构件FRP板隐蔽式加固2种方式的加固效果,以及FRP板材的类型、厚度、加固长度对加固木梁抗弯性能的影响规律.研究结果表明:加固木梁抗弯极限承载力、抗弯刚度较模拟残损梁均显著提升;最优加固木梁的抗弯性能与健康梁相当.相同厚度的CFRP板加固木梁的抗弯性能优于GFRP板加固木梁; FRP板的厚度、加固长度与加固木梁的抗弯性能提高幅度成正比.在加固试件中木材、碳板胶以及FRP板的协同工作性能方面,GFRP板优于CFRP板.加固木梁截面应变沿梁截面高度方向的分布基本符合平截面假定.提出了FRP板加固木梁的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.     

碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能

为研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能,考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响,进行梁的四点弯曲静力荷载试验,推导出梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明：相比纯胶合木梁,碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%;极限荷载提高了16.47%~50.72%;初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配置碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度,相比仅在受拉区配置碳纤维,在受拉区和受压区均配置碳纤维布时,试件的承载力反而减小,但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.060 6%~1.031 1%之间,能充分利用木材的塑性抗压性能。利用推导的受弯计算公式计算得到的试件极限弯矩值与试验值吻合较好,计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。     

钢板-砖砌体组合墙梁的试验研究与分析

钢板砖砌体组合结构在既有砖混房屋中进行大空间改造时,组合托梁上部的墙体存在拱效应,使得托梁与上部墙体之间共同工作。为了研究此类组合墙梁的工作机理、破坏形态、承载力、控制截面的应变分布以及变形,对5根钢板砖砌体组合墙梁进行了集中荷载作用下的试验研究与分析,并考虑了上部墙体高跨比、组合托梁高跨比和钢板厚度的参数影响。主要的研究结果表明钢板砖砌体组合墙梁的破坏始于加载点与支座连线部分的砌体;钢板沿截面高度的应变分布符合平截面假定;上部墙体的高跨比直接影响墙体的破坏形态、钢板发生空鼓时的荷载和构件的极限荷载;合理的墙体高度有利于组合作用的形成,并且过高的墙体反而会降低极限荷载。最后给出了上部墙体高跨比的合理取值范围,同时建议钢板砖砌体组合托梁的抗弯刚度相对上部墙体平面内刚度的系数应至少大于79。     

玄武岩纤维增强组合木梁抗弯性能的试验研究

通过优化不同拼接方式对整体木质构件抗弯性能的影响来寻求最佳的玄武岩纤维增强整体组合木梁拼接方案.试验通过对11根矩形截面组合木梁的受弯静力试验,进行了玄武岩纤维板(BFRP)加固组合木梁抗弯性能的研究,分析和研究了影响组合木梁结构性能的各种因素以及组合木梁极限抗弯承载力、挠度等性能.试验结果表明,粘贴BFRP板能提高木梁的极限抗弯承载力,同时适当增大组合木梁层板的厚度和相邻层板榫齿结合处距离可以提高木梁的刚度和延性,且可以通过施加预应力来提高组合木梁的极限抗弯承载力.以上结果说明在木梁受拉区粘贴BFRP板是提高组合木梁抗弯性能的有效方法.     

体外CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验

目的 研究体外CFRP筋加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能,探讨体外预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯承载力的计算方法.方法 通过对13根体外CFRP筋加固试验梁的静载试验,分析加固梁的破坏形态、裂缝开展、挠度、混凝土应变、体内受拉钢筋和体外CFRP筋应变的变化情况,对比分析各种因素对加固梁极限荷载的影响.结果 加载过程中,跨中截面混凝土的平均应变沿梁高基本呈直线分布;当体外CFRP筋弯折角度大于10°时,对梁体抗弯性能不利;随着混凝土强度的提高,加固梁抗弯承载力的提高不明显.对于体内受拉钢筋配筋率较大的梁,采用体外预应力CFRP筋加固效果并不明显.结论 体外CFRP筋加固钢筋混凝土梁梁体的平均应变仍符合平截面假定,在实际加固工程中应该考虑带载水平的影响,对于忽略二次效应后的体外预应力CFRP筋加固体系,抗弯承载能力可进行简化计算,简化计算结果与实测结果吻合较好.     

剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能与抗弯承载力分析

通过对剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能的试验研究,验证其平截面假定,得到试验梁的荷载-跨中挠度曲线、钢筋荷载-应变曲线和破坏形态,并对试验梁的开裂荷载和抗弯承载力进行理论分析.试验结果表明:剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁和自密实轻骨料混凝土梁均满足平截面假定;掺加剑麻纤维或增加配筋率,能有效改善试验梁的裂缝形态并提高抗弯刚度,当剑麻纤维掺量为2 kg/m3时裂缝条数最多,但间距和宽度最小,韧性最好;剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土梁的开裂荷载有一定影响,当剑麻纤维掺量为3 kg/m3时,开裂荷载提高最大为40%;开裂荷载和极限荷载建议采用本文修正后的推导公式计算,可与试验值吻合较好.     

碳纤维布加固带裂缝钢筋砼简支梁抗弯性能有限元分析

利用ANSYS有限元软件,分别建立两组(每组包含六根钢筋混凝土简支梁)考虑初始荷载的分离式有限元模型进行数值模拟,对加固后梁的破坏形态,屈服承载力、极限承载力提高幅度和碳纤维粘贴层数对加固效果的影响进行了分析.结果表明:梁纵向受拉钢筋的配筋率及碳纤维布粘贴层数与其加固效果密切相关;纵向配筋率较小,受拉钢筋利用越充分的简支梁,其抗弯承载力提高幅度越明显;碳纤维布层数增加并非越多越好,粘贴三或四层时效果最佳.