CFS/AFS加固RC梁抗弯试验研究

通过混杂纤维布加固补强钢筋混凝土梁的试验,研究了碳/芳纶混杂纤维布加固对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响和作用.试验研究了加固梁初裂荷载、极限荷载、刚度变化规律.试验与有限元计算结果表明混杂加固梁受弯承载力及刚度明显提高,混杂纤维布加固是可行的、高效的.     

预应力CFRP布三种粘贴方式对RC梁受弯性能的影响

为研究不同加固方式对梁受弯性能的效果,以节约加固成本,采用单元"生死"技术对预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行了有限元模拟,并与试验结果做了比较,结果表明计算值和试验值吻合较好.在此基础上,分别设计了三种不同粘贴方式的预应力碳纤维布钢筋混凝土梁.第一种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底全部粘贴;第二种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中粘贴;第三种粘贴方式是预应力碳纤维布梁底跨中部分粘贴.对三种不同粘贴方式下的预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行模拟计算,对比分析三种不同预应力CFRP布粘贴方式对钢筋混凝土梁受弯性能的影响.研究结果表明:同等条件下,采用第二种加固方案效果最佳.     

碳纤维布加固混凝土叠合梁正截面承载力有限元分析

对碳纤维布加固叠合梁抗弯承载力进行有限元分析,给出了相同荷载作用下普通钢筋混凝土梁、碳纤维布加固钢筋混凝土梁、钢筋混凝土叠合梁以及碳纤维布加固混凝土叠合梁相应的数值解,并对数值结果进行分析.计算结果表明,碳纤维布加固混凝土叠合梁不仅能提高梁的强度,而且还增大梁的刚度,对于适筋破坏梁起到较好的加固效果.     

碳纤维布加固的钢筋砼吊车梁的抗弯疲劳性能

为研究碳纤维布(CFRP)对加固后钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能的影响,进行了三根CFRP加固梁及一根对比梁的抗弯疲劳试验。研究了碳纤维布加固方式、构件使用荷载等参数对碳纤维布加固钢筋混凝土吊车梁抗弯疲劳性能的影响。试验研究表明:采用碳纤维布加固后,构件裂缝的宽度减小了50.2%~66%,发展速度也得到控制,钢筋应力减小24.1%~28.2%,构件的刚度提高14.9%~16.1%。依据试验结果,从现有规范中关于构件刚度计算以及寿命分析的方法出发,进行了CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳刚度、寿命的计算分析,理论分析结果表明,用这种方法计算得到的结果可以满足工程上对精度的要求。最后以试验结果为基础,对CFRP加固梁的疲劳设计提出了合理化建议。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

为研究碳纤维加固方式对梁性能的影响,通过对比未加固的钢筋混凝土梁,设计了开裂与未开裂两种不同状态的钢筋混凝土梁采用碳纤维布加固后的受弯试验.在初始状态钢筋未屈服的情况下,无论加固前梁是否开梁,梁的主要破坏特征均为碳纤维布在跨中断裂;在保证粘贴良好的情况下,两种加固梁的屈服荷载、极限荷载均得到相同程度的提高;梁底粘贴碳纤维布可以有效限制裂缝的发展和延伸,因而加固后的梁的延性及刚度均得到改善;钢筋屈服后,荷载主要由碳纤维布承担,但其强度只能发挥60%左右.     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

碳纤维布加固钢筋混凝土外伸梁的应用

碳纤维材料加固是一种正在发展中的新技术,国内外学者根据各自的试验成果,提出了各种承载力计算方法,但在加固钢筋混凝土外伸梁的理论研究及工程实例尚未见到.本文用碳纤维布加固10根钢筋混凝土简支梁和4根钢筋混凝土外伸梁,通过试验研究了碳纤维布加固外伸梁在荷载作用下的挠度、强度、应力情况,将试验结果与理论分析进行对比.结果表明采用的计算方法是正确的,经过碳纤维布加固的钢筋混凝土外伸梁,其承载能力较未加固梁有较大幅度的增加.     

碳纤维布与碳纤维丝加固砼结构的对比研究

碳纤维材料是当前国内外土木工程领域研究开发的热点。通过碳纤维丝及碳纤维布加固补强钢筋混凝土梁的对比试验,主要研究碳纤维丝对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。试验结果表明,在梁底粘贴碳纤维丝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,粘贴碳纤维丝后,试验梁的受弯承载力和刚度有一定的提高。     

持载下外贴纤维布加固RC梁抗弯性能研究基于物理的实时人体动画

为了考察持续荷载作用下外贴碳纤维布(CFRP)对梁的抗弯性能的影响,进行了16根外贴CFRP加固的钢筋混凝土(RC)梁和2根对比梁的抗弯试验.试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、持载点.并对构件的各特征点的荷载、承载力及各受力阶段的刚度进行了详细的分析.试验及分析结果表明,采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对承受以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用;纤维加固时梁所承受的荷载大小,即加固时梁内已存在的弯曲裂缝的宽度对梁的屈服荷载及极限承载力影响不是很大,但对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大.其试验及分析结果对相应规范的编制及工程应用具有较高的参考价值.     

二期荷载下碳纤维加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

为了探讨碳纤维布加固钢筋混凝土梁在二期荷载作用下的变形规律,使用Visual Basic编制了二期荷载作用下碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元程序,计算结果表明与试验结果吻合较好,用该程序能较好地模拟、分析加固梁的受力过程,通过扩展分析,提出了对梁加固时应注意的有关问题.     

CFRP加固RC梁静载荷效应的有限元模拟

目的应用非线性有限元方法模拟碳纤维复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土（RC）梁承载过程中结构的载荷效应（挠度、应力应变和承载力）．方法以4根CFRP加固RC试验梁的抗弯试验为依据，讨论了三维有限元分析模型的建立，包括：混凝土、钢筋、CFRP及CFRP和混凝土界面等单元的选择及本构关系原理。并选择了合适的裂面剪力传递系数．采用商业有限元计算软件ANSYS。模拟了4根CFRP加固RC梁加载的全过程．结果有限元模拟破坏承载力与实际破坏载荷基本接近，误差可控制在15％以内；有限元模拟压区混凝土、受拉钢筋、CFRP应变与实际测量应变在受拉钢筋屈服前基本一致；有限元模拟跨中挠度与试验测量挠度基本吻合．结论证明有限元方法可较好的预测CFRP加固RC梁的静载荷效应．     

碳素纤维布加固铁路桥梁疲劳试验研究

对缩尺比例为1∶4的铁路用普通钢筋混凝土桥梁和预应力混凝土桥梁进行了碳素纤维布加固后的疲劳试验研究.试验表明,加固后的混凝土梁经200万次疲劳后,强度和刚度不会降低,没有发生剥落和脆断现象,完全符合铁路实用要求.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.     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的抗弯性能预测

在碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁中,加固效果要受到被加固结构本身性能、加固材料性能以及荷载情况等因素的影响,因此,加固效果具有极高的非线性.针对这一问题, 在试验研究的基础上,运用神经网络方法,以钢纤维混凝土强度、截面尺寸、纵向钢筋配筋率等10个变量作为输入单元,以加固梁的抗弯承载力作为输出单元,建立了预测加固梁抗弯承载力的BP神经网络模型.通过预测值与试验值的对比分析,验证了该模型的科学性和合理性.     

Experimental study and analysis on fatigue stiffness of RC beams strengthened with CFRP and steel plate

The objective of this work is to investigate the fatigue behavior of reinforced concrete(RC) beams strengthened with externally bonded carbon fiber reinforced polymer(CFRP) and steel plate. An experimental investigation and theoretical analysis were made on the law of deflection development and stiffness degradation, as well as the influence of fatigue load ranges. Test results indicate that the law of three-stage change under fatigue loading is followed by both midspan deflection and permanent deflection, which also have positive correlation with fatigue load amplitude. Fatigue stiffness of composite strengthened beams degrades gradually with the increasing of number of cycles. Based on the experimental results, a theoretical model by effective moment of inertia method is developed for calculating the sectional stiffness of such composite strengthened beams under fatigue loading, and the calculated results are in good agreement with the experimental results.     

反向加载条件下碳纤维加固混凝土梁的分析

通过对4根存在较大宽度裂缝的混凝土梁在反向加载条件下的碳纤维（CFRP）加固试验,研究了反向加载条件下碳纤维加固梁在各个不同加载阶段的力学性能及应变规律,研究结果表明：在同样的碳纤维的用量下,反向加载条件下碳纤维加固后的混凝土梁的钢筋的屈服将比不采用该方法加固的梁来得更晚,加固梁的弹性工作阶段得以延长,提高了碳纤维的利用率,对于提高混凝土梁的主要力学指标具有显著效果.     

预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁抗裂性能分析

为开展预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）布加固混凝土受弯构件时对正截面裂缝影响的研究,设计制作了配筋率不同的2组共计8根试验梁。在承受40％极限荷载的基础上利用预应力CFRP 布对试验梁正截面进行加固,并完成其静载试验,获得混凝土受弯构件在前期加载和加固后的二次受力过程中弯曲段裂缝分布、裂缝宽度和高度的试验数据。在试验数据的基础上,通过理论分析,提出了与《混凝土结构设计规范》相协调的预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁弯曲段裂缝平均间距和最大裂缝宽度的计算公式。研究结果表明：二次受力过程中,预应力 CFRP 布能有效抑制裂缝的开展,且随着预拉应力的增加,裂缝平均间距和裂缝宽度均减小。     

RC beam strengthened with pre-stressed CFP under the secondary load

Feasibility of using pre-stressed carbon fiber plates to strengthen reinforced concrete beams was studied. Based on the characteristics of carbon fiber plates, we developed a pre-stress clamp and a device for applying the pre-stress. Contrast tests were conducted between ordinary carbon fiber plates and a pre-stressed carbon fiber plate and between secondary loaded carbon fiber plates and a concrete beam strengthened with a secondary loaded carbon fiber plate. On this basis, we analyzed the failure pattern,the width of cracks and their distribution, the cracking load, the yield load, the limit load and the relation between load and deflection. The results indicate that using pre-stressed carbon fiber plates to strengthen concrete beams is feasible and effective.     

二次受力条件下RC梁外贴碳纤维布抗弯承载力计算方法

根据目前工程结构加固的实际情况,以及碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土梁的理论和实验研究结果,分析了二次受力对加固梁的抗弯承载力影响,提出了二次受力条件下碳纤维布加固梁的抗弯承载力计算方法。给出了界限加固量及最大和最小加固量的计算公式。