CFRP加固二次受力混凝土梁的试验研究与有限元分析

采用有限元方法对CFRP加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了分析,并与试验结果进行了比较.结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能.试验研究与有限元理论分析比较,结果比较吻合,表明本文提出的数值模拟研究的理论及方法是可行的,可以用于工程设计计算和作为模型试验的参考.     

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的刚度及疲劳性能分析

对经CFRP(碳纤维布)加固后的锈蚀钢筋混凝土梁在5万次疲劳循环加载条件下的抗弯性能进行试验研究,对比分析了钢筋混凝土梁的裂缝开展、挠度、应变等数据,计算梁的抗弯刚度并进行对比分析。试验结果表明:碳纤维加固梁具有良好的疲劳抗弯性能,钢筋的锈蚀与碳纤维布的加固量对试验梁的抗弯刚度有显著影响。碳纤维U形箍对疲劳性能也有较大影响。     

二次受力下CFRP加固混凝土梁的试验研究及有限元分析

结合试验梁,应用ANSYS有限元软件建立碳纤维加固钢筋混凝土梁的模型。采用单元的生死技术模拟CFRP布不同的工作状态,对二次受力下试件的屈服、开裂、破坏全过程进行非线性有限元分析。结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能。     

海水环境下碳纤维增强复合材料加固预损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固预损伤钢筋混凝土梁及经海水腐蚀的CFRP加固预损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,对比研究了海水侵蚀对试验梁破坏形态、裂缝开展情况、应变发展及抗弯承载力等的影响规律。试验结果表明,采用CFRP对机械损伤钢筋混凝土梁进行加固处理,可以有效地提高其抗弯承载力和刚度,约束裂缝的开展。随着海水腐蚀时间的延长,CFRP加固损伤梁的各方面性能受到明显的影响,但仍具有较为可靠的加固效果,且混凝土应变符合平截面假定的条件。     

CFRP板加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析

通过ANSYS建立有限元模型,对粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁前后的受力特征和过程进行了分析。通过有限元仿真分析,加固后的钢筋混凝土梁的抗弯性能的确得到了明显的提高。     

预应力CFRP加固裂缝梁数值模拟

预应力CFRP加固能够利用碳纤维复合板的高强性能,同时能够有效抑制混凝土结构中的裂缝开展。本文采用有限元分析软件,对预应力CFRP加固对带裂缝的混凝土梁的影响进行了模拟,重点分析了预应力CFRP加固带裂缝混凝土梁对抗弯刚度和抗裂性能的影响。结果表明,预应力CFRP加固能够有效提高带裂缝混凝土梁的抗弯刚度和抗裂性能,且提高程度随预应力水平的增大而相应提高。     

CFRP筋嵌入式加固受弯构件有限元分析

利用有限元软件Abaqus建立CFRP筋嵌入加固受弯混凝土梁模型,对加固后钢筋混凝土梁的受弯性能进行有限元分析。分析了CFRP筋不同嵌贴长度对加固梁抗弯性能的影响。探讨了加固梁的承载力、挠度、CFRP筋和钢筋的应力、应变等力学特性。结果显示,用CFRP筋嵌入法加固混凝土梁能够较好的提高混凝土梁的极限承载力,有效的提高了梁的刚度,减小了梁的变形。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

通过锈蚀混凝土梁采用碳纤维增强材料(简称CFRP)加固前后的抗弯承载力试验,分析了二次受力、锈蚀两因素对钢筋混凝土梁承载力、刚度等方面的影响。研究结果表明,CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁,其承载力、刚度都有不同程度的提高,二次受力引起的CFRP布滞后应变将影响其高强抗拉强度的发挥,锈蚀钢筋混凝土梁材料力学性能的改变降低了CFRP布加固梁的抗弯承载能力。基于锈蚀钢筋混凝土梁材料力学特性,建立了CFRP布加固锈蚀混凝土梁受弯全过程的数值模拟技术,计算结果与试验结果符合较好,为今后锈蚀钢筋混凝土梁加固设计计算提供参考。     

CFRP布加固箱型混凝土梁受弯试验研究

针对箱型钢筋混凝土梁进行了CFRP布加固试验研究,考察混凝土强度、配筋率、U形箍间距、加固量等因素对箱型梁在抗弯性能和力学行为等方面的影响。试验制作了8根试验梁,将加固后的箱型梁的承载力、延性和刚度的性能进行了对比分析,综合评价各因素的加固效果,并通过比较材料应变随荷载变化曲线分析CFRP布加固对钢筋受力影响。CFRP布加固箱型混凝土梁能够较好地改善其受弯性能,有效抑制裂缝的发展和延长裂缝发生时间,相比标准梁,CFRP布加固箱型混凝土梁裂缝数量明显增多。CFRP布加固后可以有效抑制裂缝的发展,能够充分发挥材料性能,明显提高梁的刚度,有效提高梁的极限荷载。混凝土开裂前,加固梁钢筋和加固材料应变相差不大,共同受力;钢筋屈服后,CFRP布应变增加的速度明显加快,说明CFRP布承担着大部分荷载,充分发挥了其抗拉强度高的优点。     

CFRP加固钢筋混凝土简支梁有限元分析

利用大型通用有限元软件ANSYS,对CFRP加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能进行有限元分析。结果表明,碳纤维布加固混凝土梁后,与未加固梁相比其极限承载力有显著的提高并且挠度有了明显的减小。     

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为能够合理粘贴CFRP布、有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力,开展了CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,并比较了三种加固方案的加固效果。结果表明:增加CFRP布的粘贴片数不能持续提高抗弯承载力;在梁体两侧粘贴CFRP布综合加固效果更佳;梁间间断设CFRP的U型箍可以减缓纵向CFRP布与混凝土间的界面剥离。     

碳纤维复材修复损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对碳纤维复材(CFRP)修复钢筋混凝土损伤梁与未加固梁的抗弯性能试验,分析了CFRP修复对损伤梁在裂缝开展、承载能力、最大裂缝宽度以及挠度等方面的影响。试验结果表明:损伤梁在修复后,承载力和刚度都有显著提高,同时挠度和裂缝宽度有明显减小,说明采用CFRP修复损伤梁以提高其抗弯性能的方法是可行的。基于试验结果和理论研究基础对损伤修复梁的承载力进行了分析,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢-连续纤维复合筋（SFCB）嵌入式加固混凝土梁试验研究

通过1根对比梁、4根钢-连续纤维复合筋(SFCB)及1根CFRP筋嵌入式加固钢筋混凝土梁的抗弯试验,从各阶段荷载、截面刚度、延性、裂缝情况等方面对其抗弯加固性能进行了全面的比较分析.试验证明,嵌入SFCB抗弯加固能同时显著提高受弯构件正常使用阶段的刚度和极限阶段的承载力,在具有CFRP筋材理想耐腐蚀性能的同时,而成本却远低于目前所用的CFRP筋,是一种高性能低成本的高效加固方式.     

碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响

对CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度,采用理论分析的方法,研究CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度问题。首先计算普通钢筋混凝土梁抗弯刚度在一定荷载作用下的挠度,然后根据CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯刚度,计算加固后的混凝土梁在相同荷载作用下的变形。通过加固前后梁的变形差异得出碳纤维加固对梁的抗弯刚度的影响。     

CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度计算方法

通过7个碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固钢筋混凝土短梁的受弯试验,得出CFRP加固钢筋混凝土短梁在加载全过程的抗弯刚度曲线,分析抗弯刚度全过程曲线规律,采用合理计算假定,提出CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度全过程曲线的计算方法。按文章方法对抗弯刚度进行计算并与试验值对比,结果表明,所提计算方法计算精度好,该方法既可用于CFRP加固短梁也可用于普通短梁的抗弯刚度计算。采用文章提出的抗弯刚度计算方法,运用数值积分原理自编MATLAB程序计算CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角,计算值与试验值对比表明,自编程序合理且计算精度高,抗弯刚度计算方法可用于CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角计算,转角计算也验证了抗弯刚度计算方法的合理性和适用性。     

预应力CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁试验研究

采用电化学快速锈蚀方法在实验室内制作锈蚀钢筋混凝土梁,进行了预应力CFRP加固后的受力性能对比试验,主要研究钢筋锈蚀率对预应力CFRP加固效果的影响。结果表明,预应力CFRP明显减小了加固梁的裂缝宽度和延伸高度,增大了加固梁的抗弯刚度,使其正常使用性能得到显著改善;等量预应力CFRP对不同锈蚀率的加固梁极限承载力的提高效果基本相同,但锈蚀率大的加固梁以CFRP拉断为破坏形态;对CFRP施加预应力可发挥CFRP的高强材料性能。     

CFRP布加固后钢筋混凝土梁的抗弯承载能力计算方法研究

基于CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验结果,假定梁在线弹性范围内基本符合平截面,探索了不同方式CFRP布加固后的钢筋混凝土梁的抗弯承载能力。结果表明,研究所得的CFRP布加固梁底面、侧面时,梁的抗弯承载能力计算公式所得结果较试验值偏大,可作为初步设计的估算公式使用。     

浅层埋设CFRP筋加固RC梁的力学性能研究

为研究浅层埋设CFRP筋加固钢筋混凝土梁的效果,共制作了4根钢筋混凝土梁试件,采用两点加载模式。加固用CFRP筋直径为8 mm,并缠绕GFRP布增加与埋设用高强砂浆的粘结性能,CFRP筋埋设深度为10 mm。同时利用有限元ANSYS进行模拟分析,通过ANSYS APDL创建不同埋设深度的CFRP筋加固钢筋混凝土梁,分析CFRP筋的不同埋设深度对梁的内部应力分布以及挠度变形的影响,并探究CFRP筋加固后梁的裂缝发展趋势。试验和有限元分析结果表明:埋设CFRP筋能有效增加梁的承载能力;随着荷载的增加,梁的挠度增加速度较缓慢,说明CFRP筋的存在有效增加了梁抵抗变形的能力; CFRP筋可以改变钢筋混凝土梁内部的应力分布;减小CFRP筋的埋设深度,CFRP筋上的最大应力值先增大后减小; GFRP布的使用增加了CFRP筋与混凝土的抗滑移能力。     

预应力CFRP格栅与高性能水泥基复材加固混凝土梁抗弯性能试验研究

为获得预应力CFRP格栅与高性能水泥基复材加固钢筋混凝土梁抗弯性能,将CFRP格栅预应力张拉值、CFRP格栅层数作为试验变量,共设计7根预应力CFRP格栅与高性能水泥基复材加固钢筋混凝土梁,开展其抗弯性能试验研究,分析各变量对预应力CFRP格栅与高性能水泥基复材加固混凝土梁弯曲性能的影响。试验结果表明,由于未进行有效的锚固,CFRP格栅与高性能水泥基复材复合层与混凝土间大部分发生相对滑移现象,大部分加固层为端部剥离破坏,其中CFRP格栅与高性能水泥基复材没有发生脱黏现象。随着CFRP格栅预应力张拉值、CFRP格栅层数的增大,加固梁的抗弯承载力得到显著提高。与未加固的普通混凝土梁相比,加固梁的开裂、屈服和极限荷载有了一定幅度的提高,为未来预应力CFRP格栅与高性能水泥基复材加固混凝土梁端部进行有效锚固提供了一定的依据。     

内嵌CFRP板条加固RC梁抗剪承载力分析

分别对未加固和内嵌CFRP加固的钢筋混凝土梁建立了有限元模型,应用ANSYS软件进行非线性有限元分析,研究梁挠度和承载力,并与试验结果进行了比较,分析比较模拟结果和试验结果表明,所采用的有限元模型的合理性和有限元分析方法的正确性及CFRP加固钢筋混凝土梁可以显著提高其抗剪承载力。