承受均布荷载混凝土双向板的粘板加固设计

外贴纤维增强复合材料 (FRP)或钢薄板的补强技术用于加固钢筋混凝土板 ,具有加固效果显著、施工简便且耐腐蚀性好等优点。在已有的混凝土双向板外贴板加固试验研究成果[1] 的基础上 ,进一步应用塑性铰线理论对承受均布荷载的混凝土矩形双向板用外贴薄板加固后的最终塑性铰线模式及其承载力进行了分析计算 ,在此基础上提出了适用于该类加固板的实用设计计算方法及设计表格 ,并编制了相应的通用程序     

FRP片材加固混凝土板研究进展

为研究FRP片材对加固混凝土板性能的影响,本文结合国内外学者对FRP加固混凝土板的受弯性能、承载力、疲劳性能及耐火性能等方面的研究进行了探讨。从已有的研究成果中可以发现,FRP加固混凝土结构的研究主要是对短期性能和承载力方面的研究,而对FRP加固混凝土结构长期性能和耐久性能方面研究较少,对于FRP片材加固混凝土板的试验研究和理论分析方面的剥离破坏开展则更少。因此,对FRP片材加固凝土板的研究具有一定的实际意义和工程前景。     

预应力FRP板加固混凝土结构研究进展

介绍预应力FRP板加固混凝土结构的国内外研究现状 ,FRP板的力学特性及预应力的施加方法 ,预应力FRP板加固混凝土、板梁的试验研究成果 ,FRP板加固混凝土梁的承载力计算方法等。     

纤维增强复合材料加固钢筋混凝土单向板受弯性能研究

通过纤维增强复合材料（FRP）布加固钢筋混凝土单向板的受弯性能试验,研究了FRP布种类、层数、宽度、粘贴方式和锚固措施等因素对加固效果的影响。结果表明：在板底粘贴CFRP布和高强GFRP布均可明显提高钢筋混凝土单向板的受弯承载力和纵筋屈服后刚度。当采用横向粘贴1层U形CFRP布条作为端部锚固措施时,所有加固单向板试件的破坏模式均为跨中弯曲裂缝引起的剥离破坏。当FRP布宽度和层数相同时,采用CFRP布加固效果优于高强GFRP布加固。与对比试件相比,FRP布加固钢筋混凝土单向板试件的位移延性略有降低。高强GFRP布加固钢筋混凝土单向板的位移延性优于CFRP布加固钢筋混凝土单向板。FRP布的粘贴方式对FRP加固钢筋混凝土单向板的位移延性也有影响,单层FRP布加固单向板试件的延性较好。通过对试验结果的分析,提出了FRP布加固钢筋混凝土单向板构件受弯破坏模式的判别方法,验证了已有文献和GB 50608-2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中给出的跨中弯曲裂缝引起的FRP剥离应变计算公式对FRP布加固混凝土单向板的适用性,建立了FRP布加固钢筋混凝土单向板受弯承载力计算方法。     

FRP板长度对混凝土梁破坏影响的试验与数值模拟研究

用试验和数值试验方法分析了FRP加固混凝土结构梁的破坏过程,即从加载开始至达到最大载荷,以及失去承载力。通过粘贴不同FRP板长度对于加固后结构的裂缝分布以及承载力的影响,可以看到,FRP板的长度直接影响结构破坏时的最大承载力和梁的变形量,在适当的范围内,FRP板的加固长度越大,梁的极限承载力和梁的变形量越大,而且混凝土梁的底部产生的细小裂缝越多;FRP板很容易产生剥离破坏,所以黏结层也起着非常关键的作用,并且对FRP板的破坏形式起着非常重要的作用。     

压型钢板混凝土加固混凝土板承载力计算分析

为了提高钢筋混凝土板的受弯性能,基于压型钢板-混凝土组合板的基本原理,提出了压型钢板-混凝土加固方法,给出了施工工艺,通过对压型钢板-混凝土加固混凝土板受弯承载力计算分析,为开展相关的试验研究提供了指导建议。首先,根据塑性理论,对压型钢板-混凝土加固混凝土板的正截面受弯承载力进行了分析,按照塑性中和轴位置的不同,将加固构件正截面极限受弯承载力计算分为3种情况,分别建立了相应的计算公式。其次,通过算例分析了压型钢板的壁厚和强度、新增混凝土的强度和厚度对加固构件极限受弯承载力的影响。计算结果表明,采用压型钢板-混凝土加固混凝土板,可以大幅度提高钢筋混凝土板的正截面极限受弯承载力,其中,新增混凝土厚度的影响最为显著。     

粘板加固承受集中荷载的混凝土双向板的设计

外贴纤维增强复合材料 (FRP)或钢薄板的补强技术用于加固钢筋混凝土板 ,具有加固效果显著、施工简便且耐腐蚀等。应用塑性铰线理论对承受集中荷载的钢筋混凝土外贴薄板加固双向板的承载力进行计算 ,在此基础上提出了适用于该类加固板的实用设计表格。     

预应力FRP网格加固混凝土空心板的张拉工法及其抗弯性能试验研究

FRP网格拥有双向纤维筋,刚度较低,强度较高,是一种线弹性材料,相比于FRP片材加固抗剥离性能与耐火性能更好。预应力FRP网格加固技术可以有效改善结构力学性能,充分发挥FRP网格强度高的特点,进一步抑制结构变形和裂缝扩展。设计了一套预应力FRP网格的张拉工法,利用波纹型夹片式锚具完成了网格的张拉,并介绍预应力FRP网格加固混凝土空心板的流程。同时进行了两根FRP网格加固空心板的抗弯性能试验,结果表明使用预应力FRP网格加固后的空心板,其开裂荷载、屈服荷载与极限承载力相对于基准板提高了76%,81%,77%。     

FRP片材加固混凝土梁剥离承载力计算及设计

粘贴FRP片材加固混凝土结构的界面剥离是该加固技术的关键问题。根据近年来对FRP片材加固混凝土的界面粘结性能、FRP片材加固混凝土梁的受弯和受剪剥离性能的试验和理论研究,介绍了FRP片材加固混凝土梁的抗弯和抗剪剥离承载力的计算和设计方法,及其有关保证剥离承载力的构造要求。     

CFRP加固混凝土板的加固区域研究

在钢筋混凝土板的加固工程中,有些板只能在正弯矩区加固,而无法在板端负弯矩区加固。针对这种情况,利用双向板的设计理论——塑性铰线法,研究了碳纤维复合材料(CFRP)加固混凝土板的设计方法,并推导了加固设计的理论计算公式。在此基础上,分析了加固区域对加固后双向板的极限承载力的影响,并提出了最佳加固区域的概念,在最佳加固区域粘贴CFRP进行加固时,加固后板的极限承载力最大。     

纤维增强复合材料与钢材复合加固混凝土结构研究进展

纤维增强复合材料与钢材复合加固混凝土结构技术,结合了粘贴纤维增强复合材料(FRP)和外贴钢板加固混凝土结构两种技术,可有效改善混凝土结构的受力性能。总结近年来FRP与钢材复合加固混凝土梁、板和柱力学性能以及设计理论的研究进展,分析已有研究取得的成果和尚存的问题。分析表明:FRP与钢材复合加固技术能同时提高被加固构件的延性和承载力,有效解决了FRP加固技术的锚固问题,但关于FRP与钢材复合加固构件的力学性能、设计方法等有待深入研究。应进一步通过试验研究和有限元分析的方法,综合考虑二次受力、加固量等因素对FRP与钢材复合加固混凝土构件受力性能的影响,加固材料的设计取值、加固设计方法和FRP与钢复合材料耐久性研究等是今后关注的课题。     

钢绞线、FRP筋预应力加固混凝土梁抗弯性能试验研究

纤维增强复合材料是一种新型的材料,对FRP筋材使用预应力的方式加固混凝土梁,是一种新兴的加固技术,可以有效地发挥FRP的高强性能。为了研究混凝土梁加固以后的抗弯性能,采用试验研究与理论分析相结合的方法,制作了12根混凝土梁试件,通过试验比较CFRP筋、BFRP筋和高强钢绞线3种预应力筋材的加固效果,包括开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,对加固梁的裂缝开展、刚度提高以及破坏形式进行初步研究和探讨。     

内嵌FRP加固钢筋混凝土梁的受弯承载力分析

对内嵌FRP加固矩形截面梁的三种弯曲破坏形式(钢筋屈服前混凝土压碎、钢筋屈服后混凝土压碎和钢筋屈服后FRP拉断)和两种界限破坏情形(钢筋屈服时混凝土压碎和FRP拉断时混凝土压碎)进行了极限状态分析,提出了各种弯曲破坏极限状态相应的承载力计算公式和界限条件,其计算结果与作者及国外已有试验实测值吻合较好。     

爆炸荷载作用下外贴FRP加固钢筋混凝土双向板试验研究

通过集团装药隔土爆炸荷载作用下4块外贴FRP条带加固钢筋混凝土双向板和1块普通板的对比试验,考察了裂缝的产生、开展过程及分布形状,分析了FRP加固板的荷载、位移、加速度、钢筋和混凝土以及FRP应变动力响应时程,研究了FRP加固板的抗爆破坏特征。研究结果表明：外贴FRP条带加固能有效延缓混凝土的开裂,限制裂缝的开展,改善钢筋混凝土板的抗爆性能;外贴FRP条带加固后,RC双向板的跨中位移响应、混凝土和钢筋应变响应明显降低,结构的抗爆炸冲击波能力得到明显提高;外贴FRP条带加固双向板在爆炸冲击荷载作用下的破坏形态有受弯破坏和弯曲屈服后的剪切破坏,外贴FRP条带在极限状态时发生了剥离及断裂破坏。图12表6参10     

混凝土轴心受压柱用FRP加固的承载力分析

通过FRP复合材料加固混凝土轴心受压柱,从而提高柱的承载力是有效的,但FRP加固混凝土轴压柱的承载力计算公式存在许多问题值得分析。本文在目前已提出的FRP加固混凝土轴压柱计算公式的基础上,引入应变滞后因子、含纤维特征值和约束比,建立了新的FRP加固钢筋混凝土轴心受压柱的承载力计算公式,提出了该公式的适用条件和应用范围,供工程界参考。     

FRP工字截面型材加固混凝土单向板的性能研究

FRP片材加固混凝土结构的应用与研究已取得了很多的成果,而用FRP型材加固混凝土结构的研究则不多见。文章将CFRP、GFRP复合型工字截面型材应用于单向板的加固,通过简化理论分析和有限元计算方法,探讨了FRP型材加固混凝土板的可能性,并根据板在不同加固方式下强度、刚度等方面的性能比较,揭示了这种加固方式的特点。     

CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力分析

为研究CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱的屈服承载力,首先推导CFRP加固非承载状态下圆钢管混凝土短柱的屈服承载力,进而对CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力的计算式进行了推导。建立了非承载状态下圆钢管混凝土的有限元模型,通过已有试验结果,验证了有限元建模方法的有效性。采用该方法对不同参数的CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土短柱建立有限元模型,有限元模拟的屈服承载力与理论计算结果吻合良好,证明了理论公式的准确性。基于所建立的有限元模型和提出的理论公式,分析不同承载率、不同钢管厚度和不同CFRP加固层数等因素对轴压短柱屈服承载力的影响。结果表明:初始承载率影响CFRP的约束效果,屈服承载力随着初始承载率的提高而降低,而CFRP层数的增加则放大了这种效应;增加CFRP加固层数可以有效提高承载状态下构件的屈服承载力,CFRP加固承载状态下圆薄壁钢管混凝土轴压短柱性能更优。     

FRP加固RC框架梁和混凝土板抗震设计研究

以目标横向刚度为控制指标,提出了基于位移FRP加固钢筋混凝土框架结构的抗震设计方法。该方法可用于现有框架柱和FRP梁结构的抗震加固设计。给出了计算屈服前后FRP筋混凝土构件截面刚度的计算公式。建立了两阶段框架屈服前后的横向刚度公式。基于横向刚度和结构分析的商业软件,对FRP加固钢筋混凝土框架结构进行了静力弹塑性分析。     

外贴CFRP或钢条带加固混凝土双向板的受力性能及承载力计算

外贴碳纤维(CFRP)布和钢板补强技术已广泛用于加固钢筋混凝土结构,迄今为止,对外贴碳纤维或钢板的加固梁的研究已做了许多,但对用该技术加固钢筋混凝土板的研究还很少。为此,本文着重对受集中荷载的外贴碳纤维或钢板条带的钢筋混凝土加固双向板的受力性能进行了试验研究。并采用塑性铰线理论对该类板的塑性铰线模式和加固板的承载力进行了分析和计算。     

预应力FRP布加固混凝土桥墩的力学性能研究

通过对FRP(Fiber Reinforced Polymer)布加固混凝土桥墩时预应力施加方法的研究和分析,给出了预应力FRP布加固混凝土桥墩的施工方法;以某铁路桥梁中的大尺寸混凝土桥墩为例,比较分析了预应力FRP布加固混凝土桥墩的优点和优势,参照中美两国规范给出了预应力FRP布加固混凝土墩柱的承载力和延性分析方法。结果表明,与未施加预应力的FRP布加固混凝土墩柱相比,采用预应力FRP布加固混凝土墩柱可以有效提高其承载能力和延性;与AFRP布相比,CFRP布更适用于预应力FRP加固工程。