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。     

预应力CFRP加固高强混凝土梁试验

通过四点弯曲试验进行了预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土梁与无筋混凝土梁受力过程、破坏形态、延性以及梁底CFRP应变的对比性研究,并对0,0.15f_cfk,0.30f_cfk（f_cfk为抗拉强度标准值）3种预应力等级下的加固梁受弯性能进行了研究。结果表明:试验梁破坏形态均为接近中部弯剪裂缝引起的界面破坏;当CFRP预应力由0提高至0.15f_cfk,0.30f_cfk时,混凝土加固梁与钢筋混凝土加固梁提升基本一致,无筋混凝土梁极限荷载分别提高了8%和28%,钢筋混凝土梁极限荷载分别提高了10%和25%;随着CFRP预应力等级提高,加固梁底部的剥离破坏逐渐由树脂胶层的破坏转变成胶层与混凝土界面的破坏,预应力CFRP加固钢筋混凝土梁比无筋混凝土梁裂缝数量明显增多,裂缝开展速度缓慢,裂缝均分布于加固梁两侧,无筋混凝土加固梁裂缝主要分布于一侧,且钢筋混凝土加固梁延性有明显提高;与CFRP预应力由0提升至0.15f_cfk相比,CFRP预应力等级由0.15f_cfk提升至0.30f_cfk时梁底CFRP跨中应变提升幅度较大,CFRP利用率有了明显提升。     

冻融循环对混凝土梁抗弯性能的影响

冻融作用是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要原因之一,通过对快速冻融试验后试验梁的纯弯试验,研究了梁截面混凝土应变、挠度开展情况及承载力的变化规律。屈服荷载和极限荷载随着冻融循环次数的增加而降低;相同荷载下梁的挠度也明显增大,梁的刚度逐渐减小。结合快速冻融试验结果,基于已有冻融循环作用下混凝土梁抗弯承载力计算模型的分析,选择了合理的抗弯承载力计算公式进行计算分析,试验值与计算值基本吻合,为多因素影响下梁承载力损伤模型的建立奠定了基础。     

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。     

CFRP布持载加固高强混凝土偏压柱受力性能

为了检验碳纤维增强复合材料(CFRP)布持载加固高强混凝土偏压柱的有效性,对8根CFRP布加固高强混凝土方柱进行了持载偏心受压试验,研究了持载加固后高强混凝土方柱在不同偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,并对外包CFRP布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载力进行了分析.结果表明:CFRP布持...     

冻融循环对玻璃纤维布加固混凝土梁受力性能影响

外贴纤维增强塑料 (FRP)对混凝土结构进行补强加固 ,近些年在国内外受到广泛的重视。由于这种材料用在混凝土结构补强加固上时间不长 ,其长期加固性能仍然没有得到证实。尤其是北方较寒冷地区 ,冻融循环是造成结构破坏的主要原因之一 ,因此研究冻融循环对纤维增强塑料加固混凝土结构的影响十分有意义。本文采用快速冻融试验方法 ,研究冻融循环对玻璃纤维布材料、玻璃纤维布与混凝土粘结强度的影响 ,并研究冻融循环对玻璃纤维布加固混凝土梁受力性能的影响。     

配置CFRP预应力筋混凝土T梁受力性能研究

碳纤维(CFRP)筋的线弹性力学性能使得采用CFRP配筋的混凝土结构延性较差,本文对配置CFRP筋T梁进行了受力性能试验研究.基于能量耗散的观点引入了配置CFRP筋混凝土梁的延性指标,并提出了一种计算荷载-挠度曲线下降段的简化公式,并以试验结果验证了其适用性.     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯性能有限元分析

通过有限元ABAQUS,研究了无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的抗弯性能,并同试验数据进行了对比,结果表明,预应力CFRP筋混凝土梁的延性及受力性能较好,并与受拉区非预应力筋的配筋率有关。     

CFRP加筋混凝土梁的力学性能试验与分析

采用两种CFRP筋(表面形式分别为螺旋缠绕纤维束和粘砂两种),分别制作两组各3根2.1m长的简支CFRP加筋混凝土梁并进行三分点静力加载直到破坏的试验和分析。试验研究CFRP加筋混凝土梁在各级荷载作用下的开裂形式、破坏形式、极限承载力及荷载-变形特性。提出CFRP加筋混凝土梁的变形、极限承载力的计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

CFRP约束高强混凝土梁跨中塑性铰延性性能研究

为提高高强混凝土梁延性性能,利用CFRP约束混凝土的性质,对跨中塑性铰区受CFRP环向缠绕的高强混凝土梁进行静载试验,考虑因素有包裹层数,包裹长度和配筋率。试验发现,包裹梁荷载位移曲线呈现4阶段变化,承载力在第3阶段平稳,在第4阶段缓慢上升。位移延性系数随包裹量增加而增大,但提高幅度会降低;随包裹长度增加而提高,剪跨区受包裹时,提高幅度提高显著;其提高幅度随配筋率的增大也显著提高,低配筋梁延性系数是其对比件的1.31倍,高配筋梁的延性系数是其对比件的3.34倍。拟合位移延性系数与各变量的公式,公式具有较好的准确度且偏于安全。     

荷载与冻融循环对CFRP高强混凝土界面黏结性能影响

通过双剪试验,研究了冻融循环和持续荷载共同作用下碳纤维增强复合材料(CFRP)-高强混凝土界面的黏结性能.结果表明:冻融循环和持载作用均对CFRP-高强混凝土的黏结性能产生了不利影响,冻融循环使其极限荷载和极限黏结滑移显著减小,持载则降低了其黏结刚度;冻融循环和持载的共同作用使界面黏结性能退化进一步加剧,而有效黏结长度增加.此外,界面的破坏形式由树脂与混凝土之间的黏结破坏转变为表层混凝土的剪切破坏,说明冻融循环和持载作用引起的混凝土劣化是导致界面黏结性能降低的主要原因.     

湿热环境下预应力CFRP加固高强混凝土的耐久性

通过试验研究了湿度为98%,温度分别为20 ℃,40 ℃,60 ℃的湿热环境下预应力碳纤维增强复合塑料（CFRP）加固高强混凝土的破坏形态和承载性能,分析了预应力等级、温度、环境作用时间等因素对加固试件耐久性的影响。结果表明:经过湿热环境作用后,施加预应力等级为CFRP极限抗拉强度30%的预应力加固试件的开裂荷载和极限荷载均有不同程度的下降;随着环境温度的提高,加固试件的破坏形态逐渐由弯剪破坏转变为弯曲破坏;湿热环境作用对预应力CFRP加固试件的整体不利影响大于非预应力试件,并且随着预应力增加,不利影响会进一步加剧。     

复杂环境及荷载共同作用下CFRP加固高强钢筋-混凝土梁受力性能试验

为研究冻融循环、湿热环境、持续荷载等因素共同作用对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固高强钢筋混凝土梁耐久性的影响,制作了15根CFRP加固钢筋混凝土梁。对荷载和环境因素耦合作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的结构性能进行了试验研究和理论分析。结果表明:湿热环境和冻融循环都会对CFRP加固钢筋混凝土试件产生不同程度的影响;采用CFRP加固钢筋混凝土梁将增加试件刚度,但环境作用使得黏结界面劣化,从而使加固试件刚度降低,变形增大;持续荷载会加速环境对CFRP加固钢筋混凝土试件的劣化速度,并且随着荷载等级的增大,影响越来越明显;相同环境作用下,持续荷载使得试件极限承载力降低,并且随着持续荷载的增加,试件承载力降低加快;经受150次冻融循环、湿热1 000 h作用时,持续荷载等级为30%,60%试件的承载能力分别下降2.5%,10.2%,持续荷载会加速劣化加固混凝土试件的抗弯性能;温度40°、湿度98%的湿热环境下500 h比冻融循环150次对试件劣化程度产生的影响更为显著。     

碳纤维板加固RC梁试验

以11片碳纤维板加固梁模型为基础,分析了在改变碳纤维板黏贴方式、混凝土强度以及构件剪跨比等因素的条件下梁的应力-应变规律,研究了碳纤维板对梁抗弯承载力的影响.试验结果表明碳纤维板对不同加固方案梁的承载力影响程度各不相同:梁端部有良好锚固措施时,其极限承载力显著提高;端部没有锚固措施时,其极限承载力主要与碳纤维板锚固长度有关,锚固长度越长,试件极限承载力提高也越显著;剪跨比相对较大和配筋率相对较小的加固梁极限承载力提高幅度更加显著.     

持荷-海洋环境耦合作用下CFRP网格箍筋增强混凝土梁的耐久性能试验

为研究持荷与海洋环境耦合作用下海工钢筋混凝土结构开裂、钢筋锈蚀导致的结构服役寿命降低问题,配置4根碳纤维增强复合材料(CFRP)网格箍筋的混凝土梁,以海水浸泡时间(0,90 d)与持荷水平(0,24％Pu,48％Pu,Pu为极限承载力)为变量,研究了持荷-海水浸泡耦合作用下CFRP网格箍筋增强混凝土梁的短期耐久性能,经...     

CFRP加固钢筋混凝土直剪承载力试验

设计15个外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的Z型试件进行直剪加载试验,试验参数包括直剪面钢筋配筋率（0.46%~1.2%）和CFRP加固率（0%~0.3%）。依据试验结果提出加固后钢筋混凝土直剪承载力预测表达式,并基于分量模型分析其加固机理。研究结果表明:直剪承载力随CFRP加固率增大而提高,提高幅度为6%~50%;相同CFRP加固率时,直剪承载力提高幅度随配筋率的增加而降低,承载力提高源于CFRP提供了附加的侧向夹紧力;当外贴CFRP和内埋直剪钢筋提供相等的侧向夹紧力时,两者对直剪承载力的贡献作用相近;所提出的承载力预测表达式具有较好的适用性。     

碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁受弯性能研究

通过5根连续梁的试验研究了碳纤维加固T形截面钢筋混凝土连续梁的受弯性能。研究结果表明, 在初始荷载小于极限承载力20%的情况下,可以忽略二次受力的影响。增加碳纤维粘贴层数对连续梁屈服荷 载影响较小,但极限承载力有一定提高。增加支座配筋率能有效提高支座及跨中的屈服荷载,但极限荷载并 无提高。采用改进后的“虚梁法”公式对屈服荷载和极限荷载进行分析,计算结果与试验荷载吻合较好。     

碳纤维布加固混凝土梁的界面剪应力分析

基于弹性理论,放弃了平截面假定,并以碳纤维布加固混凝土梁的破坏形态为计算模型,通过界面分析建立了微分方程,推导了在集中力荷载作用下碳纤维布和混凝土梁之间的界面剪应力计算公式。该计算公式具有一定的通用性,通过改变特解的形式可适用于其它形式的荷载。对公式分析表明,界面剪应力在梁跨中部位附近较小,但在靠近锚固端部迅速增大并达到最大值,它不但与碳纤维布和混凝土的材料性质有关,而且还与碳纤维布的贴厚度、宽度、锚固端弯矩等因素有关。减小碳纤维的厚度和刚度或增加粘贴厚度,可以减小界面剪应力最大值。通过算例,计算了不同参数情况下界面剪应力的最大值,并与有限元法计算结果相比较,相对误差在18%以内,具有较好的计算精度。     

碳素纤维布加固混凝土梁的受弯承载力计算

对 4根普通钢筋混凝土梁和 3根预应力混凝土梁进行了加固后的弯曲试验研究。试验结果表明 ,碳素纤维布可明显提高梁的正截面抗弯承载力。提出的加固后混凝土梁的正截面抗弯承载力计算公式 ,计算值与试验值吻合较好。