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.     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。     

预应力混凝土梁CFRP加固设计研究

以实际工程为背景,针对预应力混凝土梁CFRP加固的抗弯受力性能进行了研究。研究中运用了基于材料非线性本构关系的有限元分析及参照现有加固规范的计算分析,并对不同的分析结果进行了比较。经分析对比,参照规范得出计算结果具有足够的安全余量,可用于实际工程的设计计算,但此方法对预应力梁的裂缝、挠度等特性无法描述,需要进一步研究。     

CFRP预应力筋增强RC梁抗弯性能研究

针对国内外配置体外CFRP筋预应力梁式构件的抗弯性能试验数据进行系统的归纳分析,研究了体外CFRP预应力筋增强混凝土桥梁构件的抗弯性能。研究表明:体外CFRP预应力筋混凝土梁的受力过程与体外预应力钢筋混凝土梁颇为相似,能大幅度提高钢筋混凝土梁的承载力,减小梁体变形和开裂程度,张拉预应力筋时梁体是否持荷以及持荷大小对其受力性能影响甚微,CFRP筋的应力增长主要出现在梁体内非预应力钢筋屈服之后。     

体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯性能试验研究

通过体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁静力试验,研究体外预应力CFRP筋加固梁的受弯性能,包括受力过程、破坏形态、延性及CFRP筋应力增量等,分析张拉控制应力、非预应力配筋率和混凝土强度等级对加固梁受弯性能的影响。结果表明:与未加固梁相比,采用体外预应力CFRP筋加固,能显著提高混凝土梁的受弯承载力、整体刚度和极限变形能力,限制裂缝发展;张拉控制应力和非预应力筋配筋率对加固梁受弯承载力影响较为明显,而混凝土强度等级影响较小。基于试验结果,运用现有体外预应力混凝土结构理论,建立了体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯承载力计算公式,可供实际工程设计参考。     

表层嵌入预应力碳纤维筋混凝土梁抗弯试验研究

为了充分发挥碳纤维增强塑料(CFRP)筋的高强性能,更有效提高加固梁的力学性能,通过在混凝土梁受弯区表层开20 mm×20 mm的槽后,对直径为7 mm的CFRP筋施加不同水平的预应力并嵌入开好的槽中,并用专用结构胶填充槽道,待结构胶固化后进行加固梁的抗弯试验。通过对9根表层嵌入预应力CFRP筋加固梁和1根未加固梁的抗弯加载试验,初步研究了加固梁的刚度、特征荷载、延性及梁的裂缝发展与破坏模式。研究表明,预应力CFRP筋的高强性能得到充分发挥,加固梁的刚度显著提高,开裂荷载最大提高了303.17%,极限承载能力最大提高237.92%,延性基本能满足抗震要求,破坏模式表现为3种形式。     

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。     

预应力混凝土梁CFRP加固后试验研究

通过结构测试获得了1根未加固预应力混凝土梁以及3根粘贴不同层数CFRP加固预应力混凝土梁在低周反复载荷作用下的受力和破坏情况。试验结果表明CFRP加固预应力混凝土梁的效果是明显的,同时对已经开裂的预应力混凝土梁也具有一定的加固效果;但加固效果与CFRP层数并非成正比。     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁试验研究

在试验的基础上,对无粘结部分预应力碳纤维塑料(CFRP)筋混凝土梁的极限承载力、挠度进行了计算,同时对预应力CFRP筋混凝土梁的受力情况进行了分析。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁力学性能试验

基于预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁能够提高其承载能力的理论,进行了6根外贴预应力碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁的力学性能试验。研究了在不同预应力和不同端部锚固方式下加固后的钢筋混凝土梁的预应力损失、开裂荷载、跨中挠度、极限荷载及抗弯抗剪性能。结果表明:碳纤维布预应力在一定范围内能够决定钢筋混凝土梁的加固效果,同时在梁端部采取锚固方式能有效阻止预应力碳纤维布在放张过程中的预应力损失;预应力碳纤维布加固后梁的开裂荷载随着预应力的增大而增大,最大增大幅度达到81.8%;极限荷载在一定范围内随预应力的增大先增大后减小,极限荷载最大增大幅度为41.07%。     

预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件对CFRP板加固钢筋混凝土梁的受力性能进行了有限元分析,给出了相应的荷载—挠度曲线,并提出了有关设计和应用建议,以期促进预应力CFRP加固技术的研究。     

CFRP布加固钢筋混凝土受弯构件的问题研究

通过查阅国内外的一些文章,对预应力的施加方法、预应力控制值、预应力损失以及二次受力等问题进行了论述,最后还提出了仍需深入研究的问题.     

混锚预应力U形碳纤维条带抗剪加固混凝土梁试验研究

研发钢筋混凝土梁抗剪加固用U形纤维增强复材（FRP）条带的预应力系统,提出一种预应力U形条带端锚与黏贴并用（简称混锚）的抗剪加固方法。完成了1根未加固、7根采用U形碳纤维（CFRP）条带进行抗剪加固的矩形截面梁剪切试验,加固梁中1根为纯黏贴、6根为混锚预应力。结果表明：混锚预应力加固在抑制主斜裂缝开展、延缓箍筋屈服和提高箍筋塑性利用率等方面的表现均优于纯黏贴加固,能够防止FRP端部剥离并实现拉断破坏,大幅度提高纤维强度利用率,显著提高梁的抗剪承载力,最大提升率达92%。预应力和配纤率的大小对抗剪加固效果有较明显影响,其他条件相同时,预应力越大或配纤率越高,加固梁综合性能越好。建议了混锚预应力U形CFRP有效应变的计算公式,用于预测剪切破坏时CFRP的贡献和加固梁的承载能力,与试验结果符合良好,可供工程应用参考。     

体外CFRP筋预应力混凝土箱梁长期受力性能试验研究

碳纤维(CFRP)筋具有优异的物理力学性能,可用于替代传统的预应力钢筋。制作了体外配置碳纤维筋预应力混凝土箱梁模型,对持续均布荷载作用箱梁的截面应力重分布、长期挠曲变形及裂缝发展等规律进行了1001 d的试验观测。基于素混凝土柱体的实测徐变系数,运用双线性法和曲率法分别对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测。试验结果表明:受压钢筋应变较初值增长225%～268%,受拉钢筋的应变较初值增长36.2～38.6%,混凝土表面压应变较初值增长164%～224%。按现行设计规范计算长期荷载作用特征裂缝宽度较实测值偏小11.8%～55.5%。跨中长期挠曲变形实测值为初始变形的2.32～2.42倍,较现行设计规范取值偏大18.5%。     

内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁受力性能试验研究

通过对内嵌预应力碳纤维加固混凝土梁的静力加载试验,对其受力过程、破坏形态、承载力、延性和变形情况进行了分析。试验结果表明：内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁能大幅度提高被加固梁的开裂荷载和极限荷载,延迟裂缝开展,改善梁的正常使用状态;有效减小加固构件的变形,延缓筋材屈服,充分利用碳纤维筋的高强性能;且随着加固量及初始预应力水平的提高,被加固试件的延性有所降低。内嵌预应力碳纤维筋加固法能有效解决现有加固方法在材料利用不充分,粘结剥离破坏等方面的缺点,是一种行之有效的加固方法。     

预应力碳纤维布材加固混凝土受弯构件的抗弯性能研究

本文对预应力碳纤维布材加固混凝土梁构件的性能做了初步的研究,并提出了应用预应力碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,作者进行了9根试件的试验。通过试验结果对比了预应力碳纤维布加固的受弯构件与非预应力碳纤维布加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响,讨论了预应力水平变化引起的构件使用荷载以及变形能力的变化。试验发现预应力碳纤维布材加固的试件的开裂荷载较对比试件提高了43%至214%,在对比试件屈服荷载下的变形为对比试件的29.8%至56.3%。试验结果与分析表明预应力碳纤维布材极大地提高了梁构件的工作性能。另外,本文提出了预应力碳纤维布材加固的受弯构件的界限补强率、极限承载力、抗弯刚度以及挠曲变形的计算公式。     

Deflection behavior of a prestressed concrete beam reinforced with carbon fibers at elevated temperatures

Fiber reinforced polymer(FRP) have unique advantages like high strength to weight ratio, excellent corrosion resistance, improving deformability and cost effectiveness. These advantages have gained wide acceptance in civil engineering applications. FRP tendons for prestressing applications are emerging as one of the most promising technologies in the civil engineering industry. However, the behavior of such members under the influence of elevated temperatures is still unknown. The knowledge and application of this could lead to a cost effective and practical considerations in fire safety design. Therefore, this study examines the deflection behavior of the carbon fiber reinforced polymer(CFRP) prestressed concrete beam at elevated temperatures. In this article, an analytical model is developed which integrates the temperature dependent changes of effective modulus of FRP in predicting the deflection behavior of CFRP prestressed concrete beams within the range of practical temperatures. This model is compared with a finite element mode (FEM) of a simply supported concrete beam prestressed with CFRP subjected to practical elevated temperatures. In addition, comparison is also made with an indirect reference to the real behavior of the material. The results of the model correlated reasonably with the finite element model and the real behavior. Finally, a practical application is provided.     

预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件试验研究

分别对用普通碳纤维布加固的梁和用预应力碳纤维布加固的梁进行了对比试验，对两种加固方法对梁的破坏特征及承载力、刚度等方面的影响进行了分析。结果表明，用预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件是一种有效、可行的方法，加固效果明显。