内嵌CFRP筋/片加固木梁受弯性能试验研究

为研究内嵌CFRP筋/片加固木梁的受弯性能,制作5根底面中心内嵌CFRP筋加固试件,3根侧面内嵌CFRP筋加固试件,6根底面中心内嵌CFRP片加固试件以及3根未加固的对比试件,对其进行三分点静载试验。试验参数包括：CFRP筋/片,内嵌位置（底面或侧面）,CFRP筋/片数量（1根或2根）、是否采用附加锚固措施（U形铁钉或CFRP布U形箍）、底面是否粘贴CFRP布等。研究表明,内嵌CFRP筋/片加固试件的受弯承载力较未加固试件明显提高,提高幅度为14%~85%,平均提高39%;破坏位移亦平均提高32%。内嵌CFRP筋加固试件的初始弯曲刚度均大于对比试件,而内嵌CFRP片加固试件由于底面开槽面积较大其初始弯曲刚度未见提高。内嵌CFRP筋加固试件的跨中截面应变随荷载增加仍基本符合平截面假定,而内嵌CFRP片加固木梁的跨中截面应变变化与平截面假定存在一定差距。增加内嵌CFRP筋/片的数量及端部采用U形铁钉锚固措施对提高加固木梁承载力的作用不明显;而在加固木梁底面粘贴一层CFRP布可显著提高其加固效果。     

BFRP布加固圆截面木梁受弯性能试验研究

为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)布加固圆截面木梁的受弯性能，对未经加工处理的足尺木梁进行三分点加载试验。试件分为4组总计12根，长度均为3300mm。其中1组为未加固试件，另外3组为采用不同方式粘贴BFRP布的加固试件，分别为底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴。对各组试件的荷载-跨中位移、荷载-跨中截面应变和跨中截面应变等曲线进行了对比分析。试验结果表明：与未加固试件相比，底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴BFRP布的试件极限荷载分别提高了16.30%、24.34%和30.54%。BFRP布加固试件在破坏过程中，木材的塑性变形明显，其抗压强度得到充分发挥，截面应变符合平截面假定。采用ANSYS有限元分析软件模拟得到试件的荷载-位移曲线，与试验结果吻合较好。有限元分析结果表明，试件的受弯承载力随着BFRP布侧面环向粘贴的间距减小而增大。最后，基于BFRP布加固圆截面木梁的三阶段破坏特征，提出其受弯承载力计算公式，计算结果与试验结果的差值小于10%，可为圆截面木梁加固设计提供参考。     

面内受弯玻璃肋板钢片加固性能试验研究

在保证面内受弯玻璃肋板平面内稳定的前提下,通过对原玻璃肋板和不锈钢条加固玻璃肋板的极限承载试验研究,分析构件加固前后试件破坏的荷载-位移曲线及破坏机理,判断该加固方法的可行性,为玻璃肋板加固设计提供依据。试验结果表明,该加固方法可以有效改善玻璃肋板的受力性能,提高玻璃肋板的极限承载力和延性;由于应力集中的原因,构件首先在两种材料交接处产生破坏。     

面内受弯玻璃肋板的加固性能试验研究

在保证面内受弯玻璃肋板平面内稳定的前提下,采用玻璃板条对玻璃肋板进行加固,通过对原玻璃肋板和玻璃加固玻璃肋板的极限承载试验的研究,分析了构件加固前后试件破坏的荷载-位移曲线及破坏机理,验证了该加固方法的可行性.试验结果表明,加固后玻璃肋板较加固前肋板的承载力提高28.9％,说明该方法可以有效改善玻璃肋板的受力性能,提高...     

钢-玻璃组合梁平面内受力性能及计算方法研究

目前国内外对钢-玻璃组合梁结构的受力模式及承载力研究不足,对5个钢-玻璃组合梁试件进行了平面内受力性能试验,并基于多线性和线性材料本构模型进行了有限元分析。研究了采用钢化夹层（胶）玻璃腹板和单片钢化玻璃腹板组合梁的剪压破坏模式及纯弯曲破坏模式,两种破坏模式的区别在于纯弯曲破坏始于梁底弯矩最大部位,而剪压破坏在局部受压及剪跨区域发生。采用我国JGJ 102—2003中关于平面内玻璃肋受弯计算公式分析了组合梁承载力,基于塑性铰线方法提出了该类组合梁承载力的理论计算公式。研究结果表明：剪压破坏时钢化夹层（胶）玻璃腹板随着荷载增大而呈现明显的界面孔隙,相比同厚度的单片钢化玻璃腹板,夹层（胶）玻璃腹板能提高组合梁的弯曲变形能力。增加腹板玻璃厚度和胶结强度均可提高组合梁的承载力,且前者的贡献更为明显,对于后者,剪压破坏和纯弯曲破坏分别取决于结构胶的压缩模量和剪切模量。考虑了胶结部分受拉刚度贡献的有效截面系数能更好预测组合梁的纯弯曲破坏承载力,而提出基于塑性铰线机制的计算方法能更好预测组合梁的剪压破坏承载力。     

粘贴不同FRP布加固预制空心板的试验研究和计算分析

预应力混凝土空心板老化损伤或使用荷载增加均可能导致其受弯承载力不能满足要求,影响结构的正常安全使用。本文共进行了10块粘贴不同FRP布加固预制空心板的对比试验研究,其中3块为对比试件(CS1~CS3),2块为粘贴不同宽度GFRP布加固试件(S1、S11),3块为粘贴不同宽度和厚度CFRP布加固试件(S2、S3、S10),2块为粘贴不同层数BFRP布加固试件(S12、S13)。研究结果表明,粘贴不同类型FRP布加固预制空心板的极限荷载明显提高21%~119%,平均提高67%;极限位移显著增加60%~135%,平均提高100%。加固试件跨中截面应变随荷载增加仍基本符合平截面假定。随着FRP布宽度和厚度增加,相同荷载作用下加固试件受拉边缘中心FRP布的拉应变有所降低。粘贴FRP布加固预制空心板的理论计算和有限元分析结果均与试验值吻合较好,满足工程精度要求。根据所提出的设计公式,可进行粘贴FRP布加固预制空心板的设计,且易于施工。     

加筋增强玻璃梁受弯性能试验研究

为实现玻璃梁延性化破坏的目标，借鉴钢筋混凝土结构的思路，通过在玻璃梁底部受拉区配置不锈钢的方式制成加筋增强玻璃梁。玻璃开裂后通过不锈钢传递拉力，以形成开裂后承载机制。文章对加筋增强玻璃梁的受弯性能展开试验研究，通过试验，研究试件受弯的受力行为，识别不同破坏形态；通过对试验现象、荷载位移曲线、荷载应变曲线和裂缝发展过程的分析，研究构件在开裂前和开裂后的受力机理；通过定义6个力学性能指标，定量描述加筋增强玻璃梁受弯的力学性能；通过对不同玻璃种类、配筋率、截面高度的加筋增强玻璃梁试件力学性能指标进行对比，识别对加筋增强玻璃梁力学性能有显著影响的因素及其影响规律。研究结果为加筋增强玻璃梁的分析和设计提供试验基础。     

不同方法加固预应力混凝土空心板受力性能试验研究

采用板底粘贴碳纤维布和板顶叠合混凝土层的方法研究对预应力空心板的加固效果。共进行了3块板的加固试验,分别采用板底粘贴碳纤维布、板顶叠合混凝土现浇层、同时粘贴碳纤维布和叠合混凝土层3种加固方法,通过测试开裂荷载、极限荷载、挠度和应变,研究了加固板受弯性能。结果表明:在本试验条件下,采用板底粘贴碳纤维布方式加固对板的承载力和延性均有大幅提升;采用板顶叠合层加固的方式对板的承载力和刚度有大幅提升,但破坏形式仍为脆性破坏;而同时采用板底粘贴碳纤维布和板顶叠合层的方式,对板的承载力提高更大,延性也大幅提升。     

CFRP加固石质文物受弯承载力研究

结合西岳庙—天威咫尺石牌坊加固工程实例,利用CFRP加固技术对石质矩形梁进行了受弯试验,对比分析了加固前后石梁的破坏形态、承载力以及跨中挠度,指出CFRP加固石质文物后,其破坏形态由正截面脆性破坏转化为斜截面延性破坏,其剩余承载力和变形能力得到了显著提高。     

考虑二次受力时碳纤维布加固钢筋混凝土梁的设计方法研究

对粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行了正截面受弯承载力分析。分析表明,碳纤维布可以显著提高梁的正截面受弯承载力。总体上,二次受力对钢筋混凝土加固梁影响不大,但是会从一定程度上降低其加固效果。本文可以为钢筋混凝土受弯构件加固设计提供一些参考。     

翼缘板粘贴CFRP加固连续梁负弯矩的试验研究

通过6根连续梁研究了用CFRP加固T形截面翼缘板改善钢筋混凝土连续梁负弯矩的受弯性能。研究结果表明,T形截面翼缘板粘贴CFRP可以提高连续梁负弯矩的开裂荷载、极限荷载,当粘贴层数≥3时,连续梁由弯曲破坏转变为剪切破坏,在4倍翼板厚度范围内粘贴是有效可行的。粘贴CFRP层数相同时,翼板厚对结构的极限荷载无影响。     

预制混凝土双T板加固方法试验研究

为研究预制混凝土双T板加固方法,分别对通过粘贴CFRP布及钢板加固的预制混凝土双T板进行力学性能试验研究。研究结果表明,未加固预制混凝土双T板对比试件均产生剪压斜裂缝;粘贴CFRP布加固试件的主要破坏模式为钢筋屈服,受拉区CFRP布断裂或剥离;粘贴钢板加固试件的主要破坏模式为受压区混凝土压碎及受拉区加固钢板屈服。加固后预制混凝土双T板试件跨中截面混凝土应变发展规律基本符合平截面假定。粘贴CFRP布加固试件峰值承载力提高约1. 48～1. 83倍,粘贴钢板加固试件峰值承载力提高约2. 17倍。     

碳纤维布粘贴加固BFRP筋-ECC-混凝土组合梁受弯性能研究

工程结构服役期间经常由于使用功能改变或使用荷载增加而需要对结构进行加固改造。为研究经碳纤维布粘贴加固后的玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋-工程用水泥基复合材料（ECC）-混凝土组合梁的受弯性能,对3组共12根不同ECC高度替换率（0、0.29和0.58）的BFRP筋-ECC-混凝土组合梁底分别粘贴1、2和3层碳纤维布的加固构件及未加固构件进行静力受弯性能试验。研究碳纤维布粘贴层数和ECC高度替换率对组合梁受弯承载力和破坏形态的影响。试验结果表明：采用受拉性能优异的ECC替代受拉区部分混凝土形成的ECC-混凝土组合梁不仅可提高构件承载力,还可有效改善构件抵抗开裂和变形的能力;组合梁底粘贴3层碳纤维布,裂缝宽度可降至未加固试件的10%,受弯承载力提高20%,挠度降低50%。借鉴钢筋混凝土理论,基于合理的基本假定和简化的材料本构模型,提出粘贴碳纤维布加固的组合梁受弯承载力计算式,并给出碳纤维布强度折减系数,理论预测值与试验实测值吻合良好。     

改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明:竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

高强钢绞线网-聚合灰浆加固新技术梁正截面受弯承载力计算方法研究

本文试图对采用结构加固新技术“高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆”加固梁的正截面承载力的计算方法进行研究。本文对加固梁截面受弯极限状态的应变与应力关系进行了推导,并依据钢筋混凝土极限状态设计理论得到了梁正截面承载力的简化计算公式。通过未加固的混凝土梁和Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类加固梁试验结果与计算结果的对比发现：对高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固梁体,考虑加固体与原梁体应变与应力滞后的影响,对加固体内钢筋应力进行修正,再按极限状态设计理论计算加固梁的正截面承载力是安全可靠的。     

古建筑青白石梁受弯性能试验研究

对6根青白石梁进行受弯性能试验研究,重点研究古建筑所用石梁的受弯破坏形态、沿截面高度的应变分布规律、荷载挠度曲线和承载力。试验结果表明:石梁受弯破坏形态为完全脆性破坏,其受弯承载力存在一定离散型;石梁断裂破坏前,纯弯段截面应变沿高度方向的分布符合平截面假定。基于素混凝土受弯承载力和石材抗折强度提出石梁的受弯承载力计算公式。     

大断裂应变PET纤维布和旧牛仔布加固砖墙抗震性能试验研究

为提高既有砌体结构无圈梁构造柱砖墙的抗震性能,进行了大断裂应变PET纤维布和旧牛仔布加固砖墙抗震性能的对比试验研究,包括2片未加固砖墙和3片加固砖墙试件。研究结果表明:粘贴大断裂应变纤维布能够显著提高砖墙的抗剪承载力、变形能力、延性、刚度和耗能能力,若加强锚固措施可进一步提高加固效果;PET加固无圈梁构造柱墙体的各项力学性能提高程度均优于PET加固有圈梁构造柱墙体;粘贴旧牛仔布能显著提高无圈梁构造柱砖墙的抗剪承载力、变形能力、刚度和耗能能力。针对试验过程中砖墙的破坏机理,提出了相应的计算方法,其计算结果与试验结果吻合较好。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力设计方法的研究

有关试验的结果表明，使用碳纤维布来提高钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的方法是有效的。粘贴碳纤维布后，试验梁的受弯承载力明显提高，其中极限受弯承载力的提高更为显著。加固梁承载力的提高与碳纤维布的用量、粘贴方式、层数等因素有关。     

拉压区复合加固木梁抗弯性能试验研究

为了有效提升古建木梁的承载能力,提出采用拉区粘贴纤维复合材料、压区内嵌钢筋的复合加固方法。对11根矩形木梁进行三分点加载试验,主要考虑加固方法、受拉区名义配筋率和木材种类等影响因素,观察并记录试件的受力过程及破坏形态,获取试件的荷载 挠度曲线及荷载 应变曲线,进而分析各因素对木梁抗弯性能的影响。研究结果表明：仅拉区加固时,木梁试件的承载力、刚度和延性随着受拉区名义配筋率的增加而提高,但提升幅度不显著;拉压区复合加固木梁的承载力及刚度均高于仅拉区加固木梁,采用拉压区复合加固能显著提高原木梁的承载力及刚度,但其延性略有降低;在相同加固方法下,加固松木木梁的承载力及刚度提高幅度要优于杉木木梁。加载过程中,木梁跨中截面应变沿高度方向基本符合平截面假定,木材与加固材料的应变基本一致,表明拉压区复合加固方法可以保证木材与加固材料间的协调工作。基于试验结果,提出拉压区复合加固木梁的承载力计算模型,其理论计算值与试验结果吻合良好。     

工字形截面受弯钢梁负载下焊接加固试验研究

负载下焊接钢加固受弯钢梁的加固方法已在各类建筑结构的加固工程中得到广泛应用。为研究初始负载对焊接加固后钢梁的受力特性的影响,进行加固钢梁的受弯静力试验研究,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢梁和1个作对比的未加固钢梁,材料类型均为普通碳素钢Q345B级钢。被加固钢梁为工字形双轴对称截面,加固方式为上下翼缘外侧对称贴焊钢板全长加固。钢梁端部约束采用夹支。基于试验结果,研究负载下加固前后钢梁的截面应变应力分布变化,失稳破坏形式和稳定承载力,并对试验结果和规范计算结果进行对比。结果表明:试件焊接加固冷却后,腹板受拉区拉应变和受压区压应变都增大,钢梁跨中挠度增大。加固后钢梁的稳定承载力是受初始负载大小和最终破坏模式影响的,加固后发生整体失稳的试件,初始负载对其稳定承载能力会产生不利的影响。研究为后续的数值参数分析提供重要基础数据,为优化现有设计方法提供参考依据。