碳纤维布加固钢筋混凝土圆柱的试验研究

用碳纤维布加固混凝土结构是一种优点多,效果明显的加固新方法。本文采用碳纤维布,分别对未加载的钢筋混凝土圆柱及加载至开裂的钢筋混凝土圆柱进行加圆,通过试验了研究纤维环箍加固对钢筋混凝土圆柱在轴心受压情况下极限承载力的提高程度,并对碳纤维布加固的混凝土圆柱的受力特点及影响承载力的因素作了分析。     

碳纤维布加固轴心受压钢筋混凝土圆柱的研究

通过对9根混凝土圆柱的轴心受压试验,研究了碳纤维布加固混凝土柱后的破坏特征和受力性能。试验结果表明,用碳纤维布加固可以获得优良的力学性能,可使加固试件的极限荷载大幅度提高、混凝土的变形能力大大提高,混凝土柱的延性得到显著改善。     

碳纤维布增强钢筋混凝土轴心受压柱受力性能对比研究

通过对16根碳纤维布增强钢筋混凝土方柱和圆柱的轴心受压试验,对比分析了方柱与圆柱轴向位移、轴向混凝土应变、环向碳纤维布应变、纵向钢筋应变、箍筋应变随荷载变化的特点以及破坏形态,研究了碳纤维布层数、混凝土强度和碳纤维布幅宽对方柱、圆柱正截面受力性能的影响.     

碳纤维布加固量对混凝土棱柱体约束效果的试验研究

通过8组混凝土试件的轴心受压试验,研究了CFRP布约束混凝土棱柱体的受力性能,分析了碳纤维布加固量对约束效果的影响。试验结果表明,各种形式碳纤维包裹的混凝土棱柱体的承载力都有一定程度的提高,延性增大,破坏过程也比没包裹纤维布的试件缓慢。     

角钢和CFRP复合加固轴心受压柱的试验研究

用角钢和碳纤维布加固混凝土结构是当前建筑工程领域中应用最为广泛的两种混凝土结构加固技术，但同时采用这两种材料对受压构件进行复合加固研究的报道尚不多见。本文通过对4根钢筋混凝土矩形截面柱的轴心受压试验，研究了角钢和碳纤维布单材加固、两者复合加固的混凝土柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能。对不同方法加固的钢筋混凝土柱的极限承载力、荷载一应变关系以及刚度和延性等方面进行了分析。     

碳纤维布(CFRP)加固混凝土圆柱约束效应的试验研究

以不同尺寸混凝土圆柱外包碳纤维轴心受压试验为基础，对碳纤维加固素混凝土圆柱力学性能及其约束效应对加固效果的影响作了研究，并提出组合柱承载力模型。     

碳纤维布加固混凝土方形截面柱的轴心受压试验及承载力计算

进行了八根碳纤维布加固混凝土方形截面柱的轴心受压试验研究,着重探讨了碳纤维布不同净间距、不同幅宽、不同转角曲率半径等因素对加固效果的影响。试验结果表明,《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》中“转角处的曲率半径不小于20mm”的规定是合理的,一般在20-50mm为宜。根据试验结果,提出了考虑碳纤维布含量λcf。及约束效应系数α的轴心受压承载力计算公式,计算结果与试验结果符合较好。     

冻融环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱受力性能试验研究

通过碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带间隔粘贴加固钢筋混凝土圆柱在冻融循环作用下的轴心受压试验,分析冻融循环、纤维布类型对钢筋混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,经过冻融循环作用之后,FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的强度、刚度和延性均降低.在相同条件下,CFRP条带加固柱的强度与延性大于GFRP条带加固柱.引入混凝土强度、FRP强度退化模型,建立冻融循环环境下FRP条带加固钢筋混凝土圆柱的正截面受压承载力计算模型.     

碳纤维布约束加固混凝土偏压柱的试验研究与分析

通过5根碳纤维布约束加固混凝土柱的偏心受压试验,研究了加固后混凝土柱在不同偏心距荷载作用下的破坏特征和受力性能,对外包碳纤维布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载能力等进行了分析。结果表明,碳纤维布约束加固小偏心受压混凝土柱是有明显效果的,随着偏心距的增大,加固效果逐渐减小;柱截面平均应变符合平截面假定;因偏心受压下混凝土受压膨胀不均匀碳纤维布存在拉应变梯度。根据拉应变梯度简化约束性能,提出修正的受压区等效矩形应力图形以及界限受压区相对高度值,并给出碳纤维布约束加固偏心受压柱的承载能力计算公式。     

碳纤维布约束钢筋混凝土轴心受压柱的力学性能研究

对碳纤维布约束的钢筋混凝土柱进行了轴压性能试验,研究了混凝土强度、碳纤维布的包裹方式及碳纤维布抗拉强度等因素对约束钢筋混凝土柱的极限承载力及变形等力学性能的影响。结果表明,随着混凝土强度的增加,碳纤维布约束加固效果将会降低,碳纤维布强度对其加固效果的影响也逐渐降低。在混凝土强度较低的情况下,采用高强一级碳纤维布加固效果较好;在相同碳纤维布体积加固率的条件下,采用全包碳纤维布约束混凝土的加固方式比间隔包裹碳纤维布条带效果更好。     

CFRP加固钢筋混凝土短柱的试验研究

主要进行了素混凝土方形短柱、钢筋混凝土方形短柱CFRP加固后的力学性能试验研究。试验表明,外包CFRP可以大幅度提高素混凝土柱的轴心抗压承载力,但在不同程度上降低了延性。提高幅度会随着外包面积比例的增加而提高很显著,全包时甚至达到36%。而CFRP加固钢筋混凝土柱也能提高其轴向抗压承载力,但提高幅度远不如对素混凝土柱的提高幅度。     

复合加固木柱轴压特性试验研究

为了探究内嵌钢筋外包碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布复合加固不同截面木柱的加固效果,完成了54根加固木柱的轴心受压试验。考虑内嵌钢筋的数量和CFRP布的布置形式等试验影响因素的变化,分析了不同截面加固木柱的工作性能。试验结果表明:圆形加固木柱与方形加固木柱的破坏过程基本一致,圆形木柱的CFRP布易发生脆性断裂破坏,而由于钢筋的局部外凸作用,方形木柱的CFRP布表现为与木材的剥离破坏;内嵌钢筋可以提高圆形和方形木柱的承载力,CFRP布则能够明显提升圆形木柱的抗压承载力。试件的应力应变曲线分布表明:不同截面木柱的峰值应力和变形能力均随着内嵌钢筋数量以及CFRP布加固量的增加而增加;CFRP布的有效约束作用使其与内嵌钢筋相互促进、协同工作;复合加固方法对圆形木柱的加固效果优于方形木柱。基于试验数据的拟合分析,借鉴纤维复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)约束混凝土柱相关理论,建立了复合加固木柱轴心受压承载力计算模型。理论计算与试验结果的对比以及补充试验研究验证了所提出的承载力计算公式的可靠性。     

预应力CFRP布加固负载混凝土柱轴心受压性能研究

为开展轴心压力作用下预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）布加固负载圆形截面混凝土短柱力学性能研究,设计制作了11根圆形截面混凝土短柱,其中1根普通混凝土柱为对比柱,其余10根混凝土柱在负载与非负载2种情况下分别利用预应力CFRP布或非预应力CFRP布进行加固。通过轴心加载试验,获得了各试件极限荷载、轴向变形、材料应力变化等试验数据。基于试验数据分析了试件轴心压力作用下的力学性能。结果表明:与普通混凝土柱相比,利用预应力CFRP布加固的负载混凝土柱在二次受力过程中其屈服荷载有显著提高,且提高幅度与CFRP布预应力水平成正比,但极限承载力与CFRP布的预应力水平无关;利用预应力CFRP布加固的负载混凝土柱延性性能有显著提高。     

预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱抗震性能试验研究

为了研究预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱的抗震性能,进行了7个钢筋混凝土圆柱试件的低周反复荷载试验,其中1个为设计轴压比0.82的未加固对比柱试件,另外6个为不同高轴压比下的预应力碳纤维条带加固柱试件,主要考虑了环向预应力和轴压比两种参数对加固柱抗震性能的影响。研究结果表明：采用预应力碳纤维条带加固高轴压比混凝土圆柱后,其承载力、延性性能、耗能能力均有大幅度提升;预应力纤维条带提供的环向主动约束力能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,加固后高轴压比圆柱呈现出弯曲破坏特征;采用试验数据回归分析方法,得到了预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱极限荷载点位移 Δm计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢筋混凝土矩形柱外包CFRP的轴压比限值分析

钢筋混凝土矩形柱外包碳纤维后,其强度和延性均得到提高,但随着偏心距的增大,强度提高幅度逐渐降低,而延性仍较高。本文基于混凝土偏心受压外包CFRP后的受力特性,给出柱截面受压区对应的应力-应变关系,推导出钢筋混凝土矩形柱外包CFRP后的轴压比限值计算公式,文中还给出了工程算例。该方法可以作为轴压比不满足现行规范要求的混凝土柱外包CFRP加固设计参考。     

CFRP布约束高强混凝土柱强度和变形计算模型研究

通过19根CFRP布包裹高强混凝土短柱轴心受压试验,研究截面形状和不同包裹量对包裹后高强混凝土短柱强度和变形的影响。试验结果表明:采用CFRP布包裹高强混凝土柱在提高承载力和变形方面仍然有效,但其对变形的改善作用远大于其对承载力的提高;依据试验结果确定了CFRP布约束高强混凝土强度和应变的计算模型。     

高轴压比CFRP约束钢筋混凝土圆柱抗震性能试验与有限元分析

为研究高轴压比下FRP约束钢筋混凝土圆柱的抗震性能,对6根碳纤维约束钢筋混凝土圆柱及2根对比柱进行伪静力试验。结果表明:塑性铰区包裹碳纤维可显著改善高轴压比柱的抗震性能,轴压比较高时不应忽略箍筋对核心混凝土的约束贡献。基于OpenSees中的纤维模型,对柱水平力-位移滞回曲线进行有限元模拟。轴压比小于0.45时,数值模拟与试验结果吻合较好;轴压比大于0.45时,考虑核心混凝土受箍筋及FRP双重约束的计算结果与试验结果更为接近。分析轴压比、FRP包裹长度等参数对约束柱抗震性能的影响,轴压比大于0.6时,FRP约束混凝土圆柱的水平承载力开始降低;FRP在塑性铰区的包裹长度为1.2倍柱直径时,可达到与全柱包裹相当的效果。     

碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压性能研究

对碳纤维布约束的混凝土柱(从方形截面逐步过渡至圆形截面)进行了轴压性能试验。试验研究了碳纤维布约束混凝土柱的破坏形态及轴压应力与轴向、横向应变之间的变化曲线,确定了碳纤维布的有效应变系数。探讨了FRP材料约束混凝土矩形柱的侧向约束机理;提出了新的有效约束面积模型及侧向约束压力计算公式。基于现有试验研究成果,建立了碳纤维布约束混凝土矩形柱的抗压强度与峰值应变计算模型。针对碳纤维布充足约束混凝土矩形柱的应力-应变反应,提出了双线性理论模型,理论计算曲线与试验曲线基本吻合。     

CFRP布包裹加固旧木柱轴压性能试验研究

本文进行了6根CFRP包裹加固旧木柱轴压性能试验研究。试验结果表明,CFRP布环箍加固的侧限约束作用可以提高木柱的强度约10～20%。并显著改善木柱的变形性能。     

碳-芳混杂纤维布加固木柱轴心抗压性能试验研究

通过碳-芳混杂纤维布加固圆木柱(杉木和松木)的轴心抗压性能试验,研究了不同层数的碳-芳混杂纤维布加固圆木柱的破坏形式、轴心抗压强度、峰值压应变和荷载-应变曲线.结果表明:用碳-芳混杂纤维布加固后,圆木柱的轴心抗压强度和峰值压应变有了明显的提高,轴心抗压强度提高幅度约为6.6%～16.8%(松木)和5.0%～16.9%(...