CFRP布加固钢筋混凝土双向板抗弯性能分析

选取实际工程中CFRP布加固双向板的实例,利用ANSYS有限元软件建立加固模型,通过逐级递增施加楼面活荷载,对比分析了对比板与加固板的跨中挠度、钢筋应力及承载力,研究了在CFRP布加固方式不同、加固厚度不同及加固量不同时加固板力学性能的规律.结果表明:与对比板相比,CFRP布加固的双向板能有效提高抗弯承载力,减小挠度;贴布面积相同时,分散"#"字型铺贴加固板效果优于密集"#"字型和"+"字型的;适当增加CFRP布粘贴厚度,在原有加固方式基础上增加加固量,均有利于提高板的抗弯承载力;CFRP布宽度增加,有利于提高板的抗弯承载力,但不利于CFRP布强度的发挥.     

CFRP 布加固钢筋混凝土双向板抗弯性能分析

选取实际工程中CFRP布加固双向板的实例,利用ANSYS有限元软件建立加固模型,通过逐级递增施加楼面活荷载,对比分析了对比板与加固板的跨中挠度、钢筋应力及承载力,研究了在CFRP布加固方式不同、加固厚度不同及加固量不同时加固板力学性能的规律。结果表明：与对比板相比,CFRP布加固的双向板能有效提高抗弯承载力,减小挠度;贴布面积相同时,分散“＃”字型铺贴加固板效果优于密集“＃”字型和“＋”字型的;适当增加CFRP布粘贴厚度,在原有加固方式基础上增加加固量,均有利于提高板的抗弯承载力;CFRP布宽度增加,有利于提高板的抗弯承载力,但不利于CFRP布强度的发挥。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯试验研究

为研究预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯性能,进行了8个配筋率相同、加固参数不同的混凝土板受弯试验,参数变量为纤维布的预应力水平和加固用量.对比分析了预应力与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度及延性.试验结果表明,与未加固的混凝土板相比,预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载均显著提高;与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板相比,预应力加固混凝土板的开裂荷载显著提高,加固效果随着芳纶纤维布的预应力水平和加固用量的增加更加明显.在试验基础上进行了承载力的分析计算,计算结果与试验值吻合较好.     

基于不同加固方式的RC梁加固性能试验对比研究

交通建设快速发展的同时,随着桥梁服役时长增加和各种内外在因素的综合作用,大量的桥梁面临加固改造.基于RC梁的截面受力特点,难以避免的截面开裂往往导致结构刚度和承载力下降,并使其耐久性恶化.粘贴板材是RC梁工程加固最常用的加固方式,不同板材所起的加固效果亟待深入研究.研究开展了8根RC梁粘贴板材加固试验,分别为裸梁、粘贴碳纤维布、碳纤维板和钢板,采用两点加载至构件破坏.基此分析不同加固方式下RC梁的应变特点、变形性能、极限强度和破坏模态等受力性能,综合比较不同加固方式的加固效果.研究表明:在防腐措施得以保证的前提下,RC梁粘贴板材的加固效果依次为碳纤维布劣于碳纤维板劣于钢板.     

基于正交试验新型钢-混组合板梁桥结构参数优化

针对新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化问题,基于正交试验设计方法,选取钢板梁梁高、腹板厚度、混凝土桥面板厚度和强度等参数,设计16组试验,建立以跨中挠度、钢梁最大应力、桥面板最大拉应力以及自重为指标的综合优化目标函数,分析桥梁设计参数敏感性,获得了最优设计参数组合。结果表明,30m跨径桥梁设计参数敏感性顺序为:钢板梁梁高>桥面板厚度>桥面板强度>腹板厚度;最优方案为钢板梁梁高1.44m,桥面板厚度0.2m,混凝土强度C80,腹板厚度16 mm。与对比方案比较,恒载减小18.9%,钢板梁最大应力减小了46.1%,桥面板最大拉应力减小11.7%,跨中挠度减小58.3%。相关研究为新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化提供计算依据。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究

通过研制的一套张拉锚固设备对碳纤维板施加预应力后加固试验梁对其进行抗弯静载试验.试验表明未施加预应力CFRP板梁开裂荷载没有影响,而预应力CFRP板加固梁的开裂荷载有明显提高,可以延缓梁的开裂;所有加固梁的屈服荷载、极限荷载都有所提高,同时增加了构件的刚度;试验时粘贴CFRP板加固梁超过了CFRP板极限抗拉强度的25%,而预应力CFRP板加固梁接近粘贴CFRP板的二倍,充分发挥了材料的强度;试验所用的锚具在梁加载过程中没有出现滑移,锚固效果良好.     

CFRP与钢板条复合加固钢筋混凝土双向板有限元分析

在CFRP与钢板条带复合加固钢筋混凝土(RC)双向板试验研究的基础上,采用有限元软件对CFRP与钢板条带复合加固RC双向板的受力性能进行非线性有限元分析.研究了复合加固板的荷载-挠度变化关系以及加固板的裂缝分布.分析了CFRP与钢板条带复合加固RC双向板的受力机理.分析结果表明,通过合理选取有限元模型,可以较好地模拟CFRP与钢板条带复合加固双向板的受弯性能.有限元分析结果和试验结果均表明,复合加固方法充分发挥了CFRP和钢板各自的优点,两者能很好地协调工作,显著提高板的开裂荷载、极限承载力以及变形刚度,并且使加固板保持较好的延性.     

碳纤维板加固梁的理论计算与试验分析

通过计算内嵌碳纤维增强复含材料（CFRP）抗弯加固钢筋混凝土构件开裂时的开裂荷载和受拉钢筋屈服时的屈服荷载,并对加固梁和对比梁进行了静力加载试验,结果表明该计算结果和试验基本吻合,可以用来分析碳纤维板加固梁的效果。混凝土梁经碳纤维板加固后,开裂荷载和屈服荷载都有一定程度的提高,内嵌碳纤维板能提高梁的极限承载力,是一种有效的加固方法。     

损伤状态下混凝土梁钢板加固试验研究

为研究受损钢筋混凝土梁采用粘贴钢板加固方法后承载力的变化,制作了2根混凝土梁试件.首先将试验梁加载开裂至正常损伤状态并测量对应的最大裂缝宽度,然后将其中一根梁按照规范设计方法进行加固处理,随后对试验梁进行抗弯承载力试验.在试验中通过采集应变、挠度和裂缝宽度等数据,综合评价钢板加固方法的效果.并通过比较各种材料应变随荷载的发展曲线,分析钢筋应变与钢板应变变化协同关系,验证平截面假定是否成立,最后通过各规范所提供的设计方法,将计算结果与试验结果进行对比分析.结果证明:粘贴钢板加固方法对提高受损钢筋混凝土梁的抗弯承载力具有显著效果,加固梁相对于未加固梁承载力提高58.2%;通过试验数据与规范计算结果的对比,可认为现有设计方法具有一定的安全性.研究内容和结果可以为规范公式的使用提供理论依据,也为实际工程钢板加固设计和施工提供参考.     

预应力CFRP板加固钢筋混凝土双向板的正截面抗弯承载力

共制作了6块规格相同的钢筋混凝土(RC)双向板(4块预应力碳纤维板加固RC双向板、1块非预应力纤维板加固RC双向板和1块未加固的对比试验板)进行加载试验,研究预应力碳纤维板加固RC双向板的正截面抗弯承载力.结果表明:非预应力纤维板加固RC双向板、预应力纤维板加固RC双向板的单位和极限荷载比未加固的对比板极限承载力提高程度都较大,预应力碳纤维板加固法的加固效果更明显,碳纤维的强度利用率更高,预应力加固板板材间距较小时,单位板宽受弯承载力增加明显,同对比板相比显著提高了构件的抗弯强度和刚度,理论计算值与试验值较吻合.     

外贴预应力GFRP板加固混凝土梁抗弯试验研究

通过预张玻璃纤维增强塑料GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)板粘贴加固钢筋混凝土梁试验,研究了不同预应力水平和混凝土强度等级对加固梁受弯性能的影响,并对试验梁的极限承载力、截面应变、跨中挠度和刚度等进行了讨论．试验结果表明,预应力粘贴法可以提高GFRP板的强度利用率和梁的受弯承载力,且试验梁混凝土强度较高时加固效果更为明显．     

后成型端部缺口梁抗剪加固试验研究

采用粘型钢法对钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固时,由于底部型钢不能伸到支座中去,端部形成缺口,称为后成型缺口梁,缺口使梁端部的应力状态更加复杂。通过对21个梁试件的试验,研究了缺口梁粘钢板抗剪加固的变形过程、受力性能和破坏特征。结果表明,粘贴横向和45°斜向钢板2种方式加固效果均良好,明显推迟了梁上裂缝的出现,极限承载力最大分别提高了102%和93%。由于受缺口处应力集中的影响,破坏主要模式为混凝土拉坏或剪坏并导致钢板粘接失效,破坏具有一定的过渡过程。改变粘贴钢板的宽度,研究不同粘钢量时的加固效果,并在此基础上,运用桁架比拟理论建立缺口梁端部的力学模型,并根据试验数据回归出相应的抗剪加固承载力计算公式。     

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.     

不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响

为了研究不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响,探索不同钢板加固方式的加固效果,通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点,分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：组合加固效果最明显,其极限承载力比锈蚀梁提高了107.7%;对于抗弯加固锈蚀梁,钢板厚度分别为3、4、5 mm时,厚度每增加1 mm,其极限承载力增加7~18 kN;组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强,其次是抗弯加固锈蚀梁,且钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用;组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性,其延性相比锈蚀梁提高了320.4%,其次是抗剪加固锈蚀梁;抗弯加固锈蚀梁的延性比其他两种加固梁小,且随着钢板厚度增加,其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时,需综合考虑抗变形能力和延性。     

钢板型钢-混凝土组合板受力性能分析

港口码头钢筋混凝土构筑物抢修要求施工方便、快速，避免使用大型施工机械，应急使用完成后只需进行简单加固处理即可作为永久性构筑物长期使用，对此提出了一种新型钢混凝土组合结构，即钢板型钢一混凝土组合板，为明确其受力性能，在进行6个大尺寸钢板型钢-混凝土组合板试件试验的基础上，利用数值积分的方法对钢板型钢-混凝土组合板的变形及承载力进行了计算，同时对数值解和试验结果进行了比较，验证了该结构形式的可行性与可靠性，所采用的计算方法可以对钢板型钢-混凝土组合板进行进一步的分析研究。     

CFRP加固钢筋混凝土腹板受拉L形柱的试验研究

目的 研究碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能,分析碳纤维粘贴量和配筋率对其抗压弯承载力的影响,并且探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与腹板受拉L形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系.方法 通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验,分析各因素对构件承载力和延性等的影响.运用力的平衡和材料的本构关系建立了构件承载力计算的力学模型.结果 得到具有对比性的荷载-柱中挠度、材料应变-荷载的关系曲线并进行分析,得出碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式.结论 采用碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的,L形截面柱加固的承载力计算公式对类似的工程设计具有借鉴作用.     

冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力影响因素

为研究冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力,提出梁-弹簧单元模拟冷弯薄壁型钢门式刚架节点工作性能和考虑构件初始几何缺陷影响的有限元模拟分析法,研究冷弯薄壁型钢门式刚架在竖向荷载作用下的变形性能及破坏特征。对已有冷弯薄壁型钢门式刚架试验模型进行模拟分析的结果显示,有限元计算结果与试验结果吻合较好。通过改变构件的腹板厚度和翼缘宽度、节点板厚度、刚架梁坡度、柱脚刚度等因素计算刚架极限承载力,计算结果表明,增大前述各个参数值均可以提高冷弯薄壁型钢门式刚架的极限承载力。     

碳纤维板加固钢筋混凝土梁短期挠度的试验研究

本文对钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板加固进行了试验研究,通过3根未加固梁的静载对比试验,着重探讨了6根加固的试验梁中一次和二次加载对混凝土梁刚度的影响,并建立了CFRP板加固梁截面挠度的计算公式。试验表明,粘贴碳纤维板可有效地加固钢筋混凝土结构,延缓了裂缝的开展和提高了梁的刚度,且计算结果与试验结果基本一致。     

环口板加固T型方钢管节点在轴压作用下极限承载力的参数分析

为了研究环口板加固对T型方钢管节点在支管承受轴向压力作用下的极限承载力的影响,本文运用前期工作中所采用的有限元模型建立方法,对320个环口板加固T型方钢管节点进行了参数分析。参数包括支管和主管的宽度比β,主管的宽度与厚度比2γ,环口板与主管厚度比τc和环口板与支管宽度比lc/d1。参数分析结果表明:通过对环口板的宽度和厚度进行适当的组合,可以显著提高节点的承载力。然后将有限元模拟得到的极限承载力结果与前期工作中推导出的极限承载力公式的计算结果进行对比,给出了极限承载力计算公式的适用范围。     

预应力CFRP布三种粘贴方式对RC梁受弯性能的影响

为研究不同加固方式对梁受弯性能的效果,以节约加固成本,采用单元"生死"技术对预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行了有限元模拟,并与试验结果做了比较,结果表明计算值和试验值吻合较好.在此基础上,分别设计了三种不同粘贴方式的预应力碳纤维布钢筋混凝土梁.第一种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底全部粘贴;第二种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中粘贴;第三种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中部分粘贴.对三种不同粘贴方式下的预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行模拟计算,对比分析三种不同预应力CFRP布粘贴方式对钢筋混凝土梁受弯性能的影响.研究结果表明:同等条件下,采用第二种加固方案效果最佳.