内嵌CFRP加固混凝土梁粘结性能试验分析

采用表层开槽、嵌贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的混凝土结构加固新技术,对8根跨度为2.6m的混凝土T形梁进行粘结性能试验,研究了混凝土表层嵌贴CFRP的粘结承载力。试验中通过考察嵌贴长度和胶粘剂种类这两项影响粘结的主要因素,对试验现象和数据进行了分析,发现采用粘结性能好的胶粘剂可充分发挥CFRP板的高强性能;当试件均采用性能好的胶粘剂时,CFRP板的极限荷载随嵌贴长度的增加而增大,超过最优嵌贴长度时,极限荷载不再增长。     

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。     

碳纤维布(CFRP)与钢结构粘结性能的试验研究

采用弯拉试验方法对碳纤维布与钢构件粘结性能进行了试验。研究了碳纤维布粘贴厚度、宽度与长度对粘结强度的影响。试验结果表明：随着粘贴厚度的增加,极限承载力逐渐增加,但不是简单的线性关系;随着粘贴宽度与钢试件的宽度比值增加,极限承载力逐渐降低;纤维布与钢结构的有效粘结长度大约在120—150mm之间。     

CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱轴压性能试验及承载力计算

为研究CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱的轴压性能，以CFRP粘贴位置和CFRP粘贴层数为变化参数，设计并制作18个试件进行单调静力加载轴心受压试验，观测其受力破坏过程形态，获取荷载-位移全过程曲线和截面不同材料应变分布数据，并对其破坏现象、承载力、吸能量和各组分应变与横向变形等进行细致分析。研究结果表明，试件破坏时CFRP均为拉断破坏，其中无内贴CFRP试件破坏形态为铝合金管腰鼓状破坏、核心混凝土压碎，内贴CFRP试件铝合金管及核心混凝土均为剪切破坏；CFRP与铝合金管有良好的变形协调性能；CFRP可以增强铝合金管海洋混凝土的极限承载力和吸能能力，且在CFRP层数相同时，内贴CFRP增强幅度更大；CFRP能有效抑制试件的损伤发展；最后提出了CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱的轴压承载力计算公式。     

碳纤维复材布加固轴压圆管柱静力试验和数值分析

采用"壳-弹簧-壳"的有限元模型对碳纤维复材(CFRP)布加固轴压圆管柱进行有限元分析,通过有限元模拟结果与CFRP加固轴压足尺圆钢管柱的试验结果的对比分析,验证了模型的有效性。对采用不同CFRP粘贴方式的轴压圆管柱的极限承载力的分析发现:纵向粘贴CFRP对轴压圆管柱的加固效果较好,而先纵后环的粘贴方式效果相对较差。采用正交设计法分析了CFRP层数、长细比和初弯曲三个关键参数对CFRP纵向粘贴加固的轴压圆管柱的极限承载力的影响。分析结果表明:影响效果从大到小依次为CFRP层数、长细比和初弯曲,且CFRP层数与轴压圆管柱的极限承载力近似呈正比例关系,而长细比和初弯曲与轴压圆管柱的极限承载力近似呈反比例关系。     

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。     

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。     

外贴碳纤维复材加固不锈钢方管短柱轴心受压试验研究

为研究CFRP布加固不锈钢方管短柱轴心受压稳定承载力,对外贴CFRP布后的不锈钢方管短柱进行了轴心受压试验。总共7组试件,其中,1组不粘贴CFRP布的初始试件,6组外贴CFRP布的加固试件,每组试件均制作2根。加固试件采用不同的粘贴方式,包括2层横向、2层纵向、1层横向和1层纵向组合、4层横向、2层横向2层纵向组合,以及1层横向1层纵向1层横向1层纵向组合的粘贴方式。试验结果表明:在轴心受压条件下,粘贴CFRP布后极限承载力均有提升。粘贴4层的效果明显优于粘贴2层,且2层横向2层纵向组合的粘贴方式加固效果最好;随着CFRP布层数增加,其变形能力和屈曲后强度提升幅度均有所降低;当CFRP层数达到4层时,试件并未出现屈曲后强度。最后,对纵向和横向组合粘贴CFRP布加固试件进行了理论计算,计算结果与试验结果基本吻合。     

CFRP-钢管混凝土轴压短柱承载力分析与预测

根据8个CFRP层数不同、钢管壁厚不同、钢材抗压强度不同的试件,进行受压试验,得出各个试件的屈服承载力和极限承载力。利用神经网络的基本原理,确定CFRP层数、钢管壁厚和钢材抗压强度为输入单元,屈服和极限承载力为输出单元,通过训练网络,对CFRP-钢管混凝土轴压短柱的承载力进行了预测。结果表明,在试验试件很少的情况下,完全可以通过神经网络的预测来分析构件的承载力,为CFRP-钢管混凝土轴压短柱结构的研究提供了一种新的方法。     

CFRP和GFRP混杂后与混凝土界面性能试验研究

为了研究GFRP(玻璃纤维)与CFRP(碳纤维)混杂后的界面性能,采用双面剪切的试验方式,进行了G/CFRP(混杂后纤维)与混凝土剥离承载力分析、应变分析以及粘结剪应力分析。试验表明:GFRP经过CFRP混杂后,可以有效地提高界面剥离承载力。G/CFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在60mm左右,GFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在80mm左右。