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。     

CFRP板-混凝土黏结界面疲劳损伤特性试验研究

当采用外贴碳纤维复合材料（CFRP）进行加固的混凝土结构承受疲劳荷载时,损伤会在CFRP板与混凝土的黏结界面层中不断累积,并在宏观上表现为界面层的性能衰减。通过面内剪切试验对CFRP板与混凝土的黏结界面开展了疲劳性能试验研究,详细观测了CFRP板与混凝土基体的相对滑移变化,进而分析了黏结界面的刚度退化行为和界面层的能量耗散过程。发现这些界面性能指标的衰减均主要集中于试件疲劳寿命的约前10%,并在随后的加载过程中趋于稳定。黏结界面层的耗能能力在界面未产生疲劳损伤累积时最强,并会随着疲劳加载的不断进行而快速减弱并趋于稳定。研究发现,疲劳荷载作用下CFRP板-混凝土黏结界面的刚度衰减速率D_s与黏结界面的应力条件S在双对数坐标系下展现出很强的线性关系,并提出了界面的刚度衰减速率计算式。     

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。     

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...     

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。     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁试验研究

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的局部腐蚀损伤,再粘贴碳纤维（CFRP）布于钢梁受拉翼缘进行加固修复,以此开展CFRP布加固腐蚀钢梁受弯性能的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁试件的静载试验,根据钢梁受腐程度取翼缘宽度切除的比例分别为0%,50%和100%,切口宽度3mm,然后在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布。试验结果表明,在加固钢梁的受拉翼缘屈服后,粘贴CFRP布能有效提高构件的承载力,预应力CFRP布加固能有效提高钢梁的屈服荷载和极限荷载。粘贴CFRP布、预应力CFRP布加固未腐蚀钢梁的极限荷载比原钢梁极限荷载分别提高12.9%、16.1%;CFRP布、预应力CFRP布加固腐蚀钢梁比原钢梁极限荷载分别提高6.5%、16.1%。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

CFRP板与钢梁粘结剥离破坏的试验研究

粘结层是碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固钢梁的最薄弱环节。通过对4根加固梁的静载试验及6根加固梁的疲劳试验研究了CFRP板加固钢梁的剥离破坏。在CFRP板底端部贴的应变片记录了试验过程中的应变变化,并结合理论分析,探讨了各项因素对板端应变的影响及CFRP板的剥离破坏过程。静载试验中记录的随外荷载变化的应变曲线以及疲劳试验中记录的随疲劳加载次数变化的应变曲线都能分为4个阶段。阶段Ⅰ为板端溢胶对板端作用的拉力的衰退阶段,板端溢胶逐渐失去作用;阶段Ⅱ为正应力衰退阶段,正应变开始减小,而剪应力继续增加,使得压应变的增加更快;阶段Ⅲ为剪应力衰退阶段,在达到压应变峰值后,剪应力和应变减小,直到应变为0;阶段Ⅳ为剥离破坏阶段。根据这一规律,利用板端的应变片可以很好地监控加固梁粘结层的性能变化及裂缝的萌生。     

紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下BFRP布的耐久性试验

为研究不同层数和环境作用对玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）布耐久性的影响,进行了2、3、4层BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下的拉伸试验,分析环境类型和作用时间等对其拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸破坏应变的影响.结果表明：3种环境作用下,随着作用时间的增加,3种BFRP布的拉伸强度均逐渐减小且下降幅度趋于平缓;拉伸破坏应变的变化趋势与之类似;拉伸弹性模量变化较小,上下波动幅度不超过7%,且无明显规律性;3种BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下,2层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1560%、1113%、1782%,3层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为466%、640%、1169%,4层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1178%、1747%、1995%;随着作用时间的增加,耦合作用影响明显大于单一作用;上述3种环境作用下,BFRP布拉伸性能与层数间不存在正比关系;有必要对用于桥梁工程加固的BFRP布性能考虑由于环境作用引起的抗拉强度折减.     

纤维复合材料布加固混凝土梁受剪性能的试验研究

本文介绍了8根GFRP布、1根CFRP布加固混凝土梁以及1根未加固对比梁的受剪试验,研究了FRP布受剪加固形式、加固量、剪跨比、FRP材料类型等对受剪性能的影响,着重研究了U型FRP布受剪加固的剥离破坏性能和承载力。根据FRP布应变的试验实测结果,分析了剥离破坏时FRP布的有效发挥程度及其对受剪承载力的贡献,提出了U形FRP布受剪加固混凝土梁剥离承载力的计算公式。     

华北自然环境条件下碳纤维片材耐久性能的试验研究

碳纤维片材加固混凝土结构广泛应用于土木工程,关于其耐久性能的研究已得到了工程界的重视。通过对目前土木工程加固常用的几种碳纤维片材耐久性进行的试验研究,考察在华北地区自然环境条件下老化对其抗拉强度、伸长率和弹性模量等的影响。目前已完成了40个试件的试验,结果表明,随着老化时间的延长,CFRP的抗拉强度和伸长率略有降低,弹性模量基本保持不变。     

碳纤维布加固钢筋混凝土电杆承载力试验研究

为了揭示采用碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土电杆后的破坏机理和承载性能,完成4根混凝土电杆的试验研究,其中3根为碳纤维布加固的电杆和1根作对比的未加固电杆。通过试验观察各试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线和极限承载力等重要参数。研究结果表明：碳纤维布加固后,混凝土电杆的破坏过程没有明显预兆,破坏过程迅速,破坏形态表现为碳纤维被拉断;碳纤维布加固后,钢筋混凝土电杆的极限承载力有显著提高,提高的程度与碳纤维布粘贴层数有关,随着碳纤维布粘贴层数的增加,极限承载能力也跟着提高,但提高的程度与碳纤维布粘贴层数不呈比例。     

碳纤维布加固技术在吉家庄大桥修复补强工程中的应用

碳纤维材料具有强度高、密度小、耐腐蚀以及耐疲劳性能好等特点。针对吉家庄大桥火烧后的损伤情况,采用粘贴增强碳纤维布的方法对该桥进行了修复补强。碳纤维布加固既有混凝土桥梁结构技术是一种新兴的桥梁结构加固方法,它采用特种结构胶将碳纤维布粘贴在结构构件表面,从而起到对原结构的补强作用。通过对该桥采用碳纤维布加固处理后3年来的现场交通运营监测情况,碳纤维布的加固有效地提高了桥梁的承载能力,满足了该桥现有使用功能的需要。     

外贴纤维加固梁斜截面纤维应变分布的试验研究

外贴纤维复合材料可以提高混凝土梁斜截面抗剪承载力。对外贴封闭纤维箍加固构件,其破坏过程经历了从梁侧纤维剥离到最终纤维拉断两个状态。显然,从适用性的角度,梁侧纤维剥离状态也是一个重要的状态,但是,目前该领域的研究都集中在最后的纤维拉断状态。本文通过外贴封闭纤维箍加固梁的试验研究,重点研究了梁侧纤维剥离之前,斜截面纤维应变发展及分布的规律。试验表明,梁侧纤维的剥离破坏和纤维拉断破坏首先产生在其中一条纤维箍上,然后沿着斜裂缝其它纤维箍相继产生。在斜裂缝上,纤维应变的分布是极不均匀的。斜截面纤维应变分布系数,即沿斜裂缝上纤维应变的平均值除以相应条件下斜裂缝上纤维应变的最大值,与纤维配置量的关系不大,但随着荷载水平的增大而缓慢增加,它的主要影响因素是剪跨比。本文在试验分析的基础上,提出了纤维加固梁斜截面纤维应变分布系数的初步计算模式。     

碳纤维布加固混凝土粱的疲劳试验研究

碳纤维布加固混凝土结构是一种新型结构加固方法。对 4根普通钢筋混凝土梁和 3根预应力混凝土梁进行了加固后的疲劳试验研究。试验研究表明 ,碳纤维布加固的混凝土梁经 2 0 0万次疲劳后 ,强度和刚度不会降低 ,不会发生剥落和脆断现象 ,完全符合实用要求。通过理论分析 ,提出了符合铁路规范的承载力计算公式 ,计算值与试验值吻合较好。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离承载力计算

碳纤维布加固混凝土结构技术的研究近年来发展很快。在已有试验结果分析的基础上 ,本文对碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离的破坏形态进行了研究 ,通过粘结区域各种应力的解析 ,提出了剥离破坏的数学判据 ,以此建立了相应的剥离承载力计算方法 ,该方法中考虑了粘结正应力和剪应力的综合作用。经与试验结果的比较 ,证明本文方法计算碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯剥离承载力具有较高的精度 ,从而完善了碳纤维布加固混凝土梁的设计理论。