CFRP加固受拉钢构件的疲劳性能

对采用CFRP加固的钢结构的疲劳性能进行研究,完成了不同荷载条件下的初步试验以评估双侧加固试件的疲劳性能。由于粘合剂的连续剥离导致加固构件的刚度退化,因此,刚度退化被选择作为整体破坏的指标。观察发现,首先从板端部产生剥离,然后沿界面剥离直至破坏。对破坏后的粘合层检查发现,粘合剂-金属界面是加固系统的薄弱点。详细定义了S-N曲线,对试件的疲劳性能与欧洲规范3中详细分类的焊逢疲劳抗力进行比较,结果显示:钢板和碳纤维之间的粘合层疲劳抗力明显高于盖板焊缝的抗力(欧洲规范3:36*-56*条目)。     

CFRP-混凝土界面的疲劳性能探讨

随着技术的发展和进步,碳纤维增强复合材料——混凝土在各个领域得到了广泛的应用。特别是在铁路桥梁等重负荷领域的应用,这就容易CFRP-混凝土界面的脆破坏,进而造成了严重的影响。因此,对CFRP混凝土界面的疲劳性能研究非常有必要,进而发现其疲劳性规律。本文笔者通过实验分析,探讨了CFRP-混凝土界面的疲劳性能,目的是为CFRP混凝土的应用提供指导和借鉴,进而推动其在各个领域的应用。     

CFRP加固混凝土柱受剪承载力计算方法的分析

列举了国内外有关设计标准、指南和文献中的 7种CFRP布加固钢筋混凝土柱受剪承载力的计算方法 ,对国内外 3 3根柱的试验结果进行了验算 ,分析了各建议公式计算结果的可靠性和CFRP布对受剪的贡献 ,在此基础上提出了实用计算建议 ,供编制有关设计规范和工程设计参考。     

黏结树脂对复材-混凝土界面疲劳性能影响的试验研究

采用不同种类的黏结树脂制作复材-混凝土双面剪切试件,保持混凝土强度、复材粘贴层数和黏结长度等参数不变,仅将黏结树脂种类作为变化参数,进行疲劳荷载下复材-混凝土界面性能试验。比较疲劳荷载下试件破坏模式、荷载-滑移、复材应变分布、界面黏结-滑移关系等受力指标,分析黏结树脂性能对复材-混凝土界面疲劳受力行为的影响。试验结果表明,在同等疲劳荷载水平下,相比其他树脂,采用柔软树脂的试件平均疲劳寿命相对更高,界面黏结强度、刚度、界面断裂能更大、延性更好;通过液体橡胶对普通树脂进行增韧改性,能够有效改善界面的疲劳受力性能,提高疲劳寿命。     

CFRP板-钢黏结界面的疲劳性能

开展了碳纤维增强聚合物（CFRP）板-钢双搭接试件的疲劳试验,考虑荷载水平的影响,分析了黏结界面的疲劳性能,比较了基于平均黏结应力幅或局部黏结应力幅的中值及设计疲劳曲线（S-N曲线）的适用性.结果表明：疲劳荷载下CFRP板-钢接头的主要破坏模式为钢-胶层界面剥离或钢-胶层/CFRP板-胶层界面剥离的混合破坏模式;不同荷载水平下荷载-位移曲线斜率的变化趋势大致相同;界面损伤从界面黏结应力较大的加载端开始,逐渐向自由端扩展,扩展至一定程度后界面突然断裂;采用幂函数公式预测试件的疲劳寿命时,基于平均黏结应力幅S-N曲线的拟合优越性更为显著,疲劳极限为1.88 MPa;最后,给出了具有95%可靠度的设计S-N曲线.     

BFRP加固混凝土界面粘结疲劳试验结果及分析

近年来玄武岩增强材料,即BFRP,得到了广泛的推广。由于在损伤部位粘贴BFRP加固材料从而达到修复结构损伤的方法简单且施工简便,因此,成为加固和修复钢筋混凝土结构的主要方法。本文对BFRP-混凝土界面粘结疲劳试验的过程及结果进行归纳,分析疲劳循环次数下界面的应变分布规律,总结出影响BFRP-混凝土界面粘结疲劳强度的影响因素有BFRP粘结长度、胶层厚度和混凝土强度等级。     

CFRP加固焊接钢结构的疲劳性能试验研究

由于焊缝自身的缺陷,导致大部分焊接钢结构是由于焊接接头的疲劳断裂而失效。碳纤维增强复合材料(CFRP)加固焊接钢结构应用研究较少,尤其是焊接构件加固之后的疲劳性能的试验和分析。通过试验和计算对比,定量分析对接焊Q345钢板在采用CFRP布加固前后的疲劳性能的改善,并基于BS7608标准,采用有限元软件ANSYS对CFRP布加固焊接Q345钢板进行受力分析,运用S-N曲线预估构件加固后的疲劳寿命。结果表明:CFRP布加固可有效增大焊接钢构件的疲劳寿命;合理修正S-N曲线后,可较准确的预估构件加固后的疲劳寿命。此次研究得到了较准确的结果,对焊接钢构件采用CFRP布加固后疲劳寿命的设计有参考意义。     

FRP加固混凝土受弯构件的剥离和延性问题的研究

在综合有关资料的基础上,综述了国内外对FRP加固的混凝土结构中存在的剥离破坏和延性差的问题的研究成果以及针对这些不足应采取的措施。     

BFRP加固砖柱轴压性能研究

本次试验制作3根砖柱,采用BFRP全裹加固法对其进行加固,分析轴心受压作用下BFRP加固砖柱的受力性能和破坏形态,探讨BFRP加固对砖柱的承载力影响。试验结果表明：BFRP能显著提高砖柱的极限承载力,BFRP层数的增加对承载力的提升效果并不明显。     

FRP片材加固混凝土梁界面剥离分析

纤维增强复合材料（FRP）片材与混凝土之间的界面剥离破坏是FRP片材加固混凝土梁的重要破坏模式。基于近年来国内外关于FRP片材加固混凝土构件的静载试验结果和力学理论知识,讨论了FRP片材加固混凝土梁界面剥离的破坏模式与破坏形态,分析了加固梁发生端部界面剥离和中部界面剥离两种破坏模式的破坏机理,并提出了预防加固梁发生界面剥离破坏的建议。     

碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁受弯性能研究

通过5根连续梁的试验研究了碳纤维加固T形截面钢筋混凝土连续梁的受弯性能。研究结果表明, 在初始荷载小于极限承载力20%的情况下,可以忽略二次受力的影响。增加碳纤维粘贴层数对连续梁屈服荷 载影响较小,但极限承载力有一定提高。增加支座配筋率能有效提高支座及跨中的屈服荷载,但极限荷载并 无提高。采用改进后的“虚梁法”公式对屈服荷载和极限荷载进行分析,计算结果与试验荷载吻合较好。     

玄武岩纤维与碳纤维片材加固混凝土结构比较研究

玄武岩纤维是国内最近几年刚研究开发出的一种新型纤维材料,其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔.但针对玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少.本文通过对比玄武岩和碳纤维片材抗弯及抗震加固混凝土结构的试验研究,分析了两种材料在土木工程中应用的优缺点,有助于玄武岩纤维在实际工程中的推广应用.     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

通过对一组粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验,研究了完好加固梁与损伤加固梁的箍筋和碳纤维布应变随疲劳次数增加的变化情况,不同碳纤维布用量对抗剪加固效果的影响以及斜裂缝的扩展变化状况等。试验表明,钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小20%~50%,斜裂缝宽度减小35%~45%,且碳纤维布用量越大效果越明显,完好梁加固效果优于损伤梁。粘贴碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。     

CFRP 混凝土界面黏结滑移关系试验

为测得FRP 混凝土界面黏结滑移本构关系的下降段,改进了前期提出的双拉试件,设计了水平加载方案.利用MTS加载系统对9个改进试件进行加载测试,实测出18个测区的CFRP 混凝土界面黏结滑移（δ τ）关系曲线的下降段和最大滑移量,从而得到18条完整的实测δ τ关系曲线,并依此给出1个回归公式.所测得的CFRP 混凝土界面间黏结滑移曲线3大关键控制参数为峰值剪应力τf 227～519MPa,峰值剪应力对应的滑移量δf 0031～0077mm,最大相对滑移量δu 0087～0223mm.     

CFRP布持载加固高强混凝土偏压柱受力性能

为了检验碳纤维增强复合材料(CFRP)布持载加固高强混凝土偏压柱的有效性,对8根CFRP布加固高强混凝土方柱进行了持载偏心受压试验,研究了持载加固后高强混凝土方柱在不同偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,并对外包CFRP布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载力进行了分析.结果表明:CFRP布持...     

碳纤维布加固混凝土构件正截面受弯承载力分析

根据碳纤维布加固钢筋混凝土构件受弯性能的试验研究 ,对受弯破坏形态、极限状态和设计要求进行了讨论。利用基于平截面假定的正截面受弯承载力的计算理论 ,分析了配筋率、加固量及二次受力等因素的影响。在此基础上提出了正截面受弯承载力的实用计算方法 ,计算结果与试验结果吻合较好 ,并具有一定的可靠性 ,可供设计参考。     

碳纤维片材加固钢筋混凝土梁受弯试验研究

本文对碳纤维受弯加固钢筋混凝土梁进行试验研究，分析了加固后梁的承载力、延性等结构性能指标，并探讨了受拉纵筋配筋率、混凝土强度、碳纤维量及二次受力等因素的影响。本文研究结论对碳纤维工程加固应用具有一定参考价值。     

混合配筋混凝土梁抗弯疲劳试验

为了研究混合配筋(混合配置FRP筋和钢筋)混凝土梁的抗弯疲劳性能,设计了4根混合配筋混凝土梁(1根梁承受静力荷载,3根梁承受等幅疲劳荷载),进行了疲劳试验。结果表明:混合配筋混凝土梁抗弯疲劳破坏始于受拉钢筋的疲劳断裂,GFRP筋断裂或者基体开裂剥落,随后压区顶部混凝土压碎; 破坏时纯弯段出现1条或2条主裂缝,钢筋疲劳断口光滑,未出现静力拉断时的屈服和颈缩现象; GFRP筋疲劳破坏未出现静力受拉破坏时纤维“扫帚”型破坏模式; 疲劳加载后构件产生不可恢复的残余挠度,残余挠度随着疲劳次数和疲劳上限荷载的增加而增大; 疲劳过程中纯弯段基本不出现新裂缝,均是沿已有初始裂缝扩展; 基于有效惯性矩法的刚度计算值和基于刚度解析法的刚度计算值均大于试验值,偏于不安全; 基于EN 1992-1-1:2004提出的刚度预测模型相对偏差均在10%以内,且刚度计算值小于试验值,偏于安全。     

CFRP提高钢筋混凝土梁抗弯刚度的分析与近似计算

在对国内相关试验资料综合研究的基础上，分析了粘贴纤维布对提高加固钢筋混凝土梁短期刚度的作用，提出了实用的刚度计算方法。该方法计算值与试验值吻合较好，可供加固设计时参考。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土短梁抗弯性能试验研究

通过3根玄武岩纤维(Basalt fiber reinforced polymer,简称BFRP)布加固钢筋混凝土短梁的抗弯试验,研究了纤维布层数对加固梁抗弯性能的影响。结果表明,加固梁和普通梁均较符合平截面假定;随纤维布层数的增加,试件的开裂、屈服和极限荷载均增加,加固梁的破坏都为纤维布拉断破坏;钢筋屈服后,纤维布加固可以显著提高加固梁的抗弯刚度,表明纤维布在此阶段发挥的作用最大;普通梁的延性最好,随纤维布层数的增加,加固梁的延性逐渐降低。