灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱研究

为了研究高强无收缩灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱的效果,设计制作了8个偏心加固构件和2个对比构件。通过偏心受压试验,研究了不同加固形式和加固厚度对大、小偏心柱抗压承载力的影响。试验结果表明:原构件混凝土和高强灌浆料加固层间能很好地协同工作、共同受力;采用高强灌浆料作为新增材料加固偏心受压柱,偏心受压柱的极限承载能力得到了较大的提高,单侧加固试件的极限承载力提高了76%～283%,两侧加固试件的极限承载力提高了249%～329%;大偏心受压柱的刚度和极限承载力与受加固层厚度呈正相关,而小偏心受压柱的刚度和极限承载力受加固层厚度影响较小,主要与被加固混凝土强度相关。     

CFRP筋-珊瑚混凝土柱偏压力学性能数值分析

为研究CFRP筋增强珊瑚混凝土柱偏心受压力学性能,通过ANSYS软件对30根试验柱进行数值分析,讨论不同偏心距、长高比、纵筋率对试件极限承载力、受压侧混凝土应力、柱中挠度和位移的影响。结果表明：偏心距、长高比的增大使试件的极限承载力减小,柱中挠度增大,其中,试件PY-60受压侧混凝土极限应力仅为23 MPa,约为轴压柱PY-0受压混凝土极限应力的1/2;纵筋率的增大一定程度上可提高试件的承载能力。进行二阶挠曲效应参数分析,提出CFRP筋-珊瑚混凝土偏心受压柱的弯矩放大系数ηns计算方法,并结合现行规范进行适应性修正,其理论计算值与现有研究的试验结果吻合良好,具有一定的参考价值。     

CFRP加固混凝土柱轴压性能尺寸效应试验分析

为了研究碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土柱轴压性能的尺寸效应,设计了3组30根几何相似的CFRP加固钢筋混凝土柱,对其进行了轴心受压破坏试验.试验参数主要包括构件尺寸、钢筋配置和加载方式,研究了CFRP加固混凝土柱在轴压荷载下的破坏形态、极限强度、峰值应力、变形能力和残余变形等性能与构件尺寸的关系.研究结果表明:相同尺寸的CFRP加固钢筋混凝土柱比素混凝土柱的极限强度有不同程度的提高;CFRP加固钢筋混凝土柱的峰值应力随着尺寸的增大,呈先增大后减小的趋势,归一化轴向变形能力和残余变形随着构件尺寸的增加逐渐减小;不同的加载方式对于CFRP加固钢筋混凝土柱的承载力和极限位移影响不大.     

CFRP加固大偏压RC柱二次受力时的机理分析

柱外部粘贴碳纤维布(Carbon fiber reinforced polymer,以下简称CFRP)加固,是一种安全、经济和快捷的加固方法,当今已经广泛地应用于工程中.钢筋混凝土(Reinforced concrete,以下简称RC)柱加固时一般难以完全卸载,因此加固后的RC柱存在明显的二次受力问题.比较了一次受力与二次受力的区别,针对CFRP加固的大偏心受压柱,推导了1种破坏模式下的承载力计算公式.分析了纵、横向加固CFRP后对柱受压侧混凝土强度的提高作用,并且提出界限状态下纵向CFRP界限加固量计算公式.     

机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱的小偏心和大偏心受压承载力试验成果,分析了长细比和初始偏心距分别对配筋柱正截面应变分布、混凝土和钢筋应变、侧向挠度、破坏形态、极限承载力等的影响规律.通过与现行规范相应计算公式的计算结果对比,基于混凝土材料性能与结构受力的相关机理,系统分析了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的主控因素,并对偏心受压承载力的计算提出了建议.     

圆CFRP钢复合管混凝土轴压短柱试验研究

通过对8根圆CFRP(碳纤维增强塑料)钢复合管混凝土轴压短柱和4根圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的试验,研究CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱的增强效果.分析了钢管约束效应系数和CFRP筒约束效应系数等对圆CFRP钢复合管混凝土轴压短柱极限承载力的影响.在本次试验的参数范围内,CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的提高率近似随着CFRP的增加而线性增加;在其它条件相同的情况下,钢管约束效应系数越大,CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱极限承载力的提高率越小.     

碳纤维布加固高强混凝土偏心受压柱受力性能的有限元分析

目的研究碳纤维布加固高强混凝土偏心受压柱的受力性能,并建立其有限元模型.方法通过不同加固形式的18根试件,对碳纤维布加固高强混凝土偏心受压矩形柱的力学性能进行了有限元分析,主要考虑了偏心距、预损伤程度、纤维布的数量以及粘贴形式对加固效果的影响.结果给出了柱的荷载挠度曲线、混凝土轴向应力的分布情况、纤维布应力的分布情况等.结论不论是纤维布条带包裹,还是完全包裹的试件,加固后高强混凝土柱的极限承载力都有一定的提高,有限元分析结果和试验结果吻合较好,可以为实际工程加固柱的模拟提供参考.     

CFRP加固黏土砖轴心受压柱研究

基于碳纤维布加固实心黏土砖柱的试验研究与有限元分析,研究了碳纤维环箍加固的轴心受压实心粘土砖柱极限承载力及其受力性能,并分析了碳纤维布加固轴心受压粘土砖柱的受力特点及影响承载力、延性的因素。研究表明:碳纤维布提供的紧箍力使实心黏土砖柱的承载力和延性都得到较大提高。通过考察CFRP布加固的实心黏土砖柱的荷载-变形关系,CFRP的应力-应变发展,进一步证实了CFRP不对实心黏土砖柱加固的有效性。     

钢管钢骨混凝土组合柱大偏心受压承载力分析

目的 确定钢管钢骨混凝土组合柱界限受压区高度和偏心距增大系数,提出大偏心受压极限承载力简化计算公式.方法 在考虑曲率和长细比的影响下,采用极限平衡理论分析了钢管钢骨混凝土大偏心受压柱的受力过程,对比了3种不同组合柱偏压承载力与长细比之间的关系.结果 建立了钢管钢骨混凝土组合柱大偏心受压承载力计算公式,明确了承载力与长细比之间成反比,与用钢量之间成正比的基本规律.结论 由于内部钢骨的存在延缓了组合柱的极限承载力,组合柱的承载能力随用钢量的增加而增加,为其在工程实践中的应用提供了理论依据.     

基于神经网络的方钢管混凝土短柱承载力计算

针对方钢管混凝土偏心受压柱钢管和混凝土材料受力状态复杂,各种因素对极限承载力的影响难以独立精确描述的问题,通过神经网络自学习、自组织、自适应和非线性映射,可找到输入、输出变量之间的关系,建立了预测钢管混凝土极限承载力的神经网络模型.以现有的方钢管偏心受压柱试验数据为样本,训练了一个四层BP网络模型,用模型计算了偏心受压方钢管混凝土柱的极限承载力.对6组实验数据进行了预测,结果表明,预测值与试验值吻合良好,精度较高.该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段,对钢管混凝土偏心短柱进行承载力计算.     

HFRP约束长龄期混凝土柱轴压性能的试验研究

为了研究龄期和混杂纤维布种类对加固混凝土柱抗压性能的影响规律,对碳、芳纶、玻璃、玄武岩和聚乙烯纤维层间混杂HFRP(hybrid fiber reinforced polymer)布约束长龄期混凝土柱的破坏形态、承载力和变形性能进行了试验.结果表明:1)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,大部分HFRP布约束混凝土柱抗压强度比未约束混凝土柱提高1.19～1.83倍,HFRP约束可以显著提高长龄期混凝土柱的抗压承载力;2)对于约束混凝土柱,当养护龄期超过28 d后,继续进行自然养护对其承载力的影响较小;3)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,HFRP布可以显著改善长龄期混凝土柱的变形性能,变形延性系数提高0.8～3.5倍.     

纤维加固钢筋混凝土柱抗压性能试验研究

为了对8根钢筋混凝土短柱进行抗压加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土柱进行抗压加固,采用碳纤维以条带螺旋缠绕方式对2根柱进行加固,采用玻璃纤维分别以4层和2层全包裹方式加固了4根柱,其余2根柱为对比试件.采用分级单调加载方式对所有柱进行轴心受压试验,在加载过程中,量测了试验柱的应变、变形和极限承载力.结果表明,采用纤维对钢筋混凝土柱进行加固后,其抗压强度明显提高,延性明显加大,且抗压刚度也有一定提高.     

桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力的试验研究

根据异形柱截面特点和型钢混凝土结构的粘结力特性,设计4根内含桁架式型钢骨架的不对称T形截面型钢混凝土异形柱试件,进行轴心和偏心压力(包括双偏压)作用下的试验研究,以揭示桁架式型钢混凝土异形柱的工作机理、破坏形态和极限承载力.试验结果表明:桁架式型钢混凝土异形柱的破坏过程与普通钢筋混凝土构件相似,横截面的平均应变基本符合平截面假定,型钢和混凝土能够保持协同工作直至极限承载力破坏,试件破坏时型钢没有屈曲.初步掌握了桁架式型钢混凝土异形柱正截面承载力破坏的一般规律,得出了桁架式型钢混凝土异形柱的承载能力比普通钢筋混凝土异形柱有明显提高的结论.     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15 mm和30 mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明：玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

Square concrete columns strengthened with carbon fiber reinforced plastics sheets at low temperatures

Twenty-one square concrete columns were constructed and tested. The testing results indicate that bonded carbon fiber reinforced plastics (CFRP) sheets can be used to increase the strength and improve the serviceability of damaged concrete columns at low temperatures. The failure of the specimens, in most cases, takes place within the middle half of the columns. And the failure of strengthened columns is sudden and explosive. The CFRP sheets increase both the axial load capacity and the ultimate concrete compressive strain of the columns. The ultimate loads of strengthened columns at −10, 0 and 10 °C increase averagely by 9.09%, 6.63% and 17.83%, respectively, as compared with those of the control specimens. The axial compressive strength of strengthened columns is related to the curing temperatures. The improvement of axial compressive strength decreases with reducing temperature, and when the temperature drops to a certain value, the improvement increases with falling temperature.     

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压特性的试验研究

加固采用尼龙、芳纶和聚脂纤维丝混杂而成的层内混杂布(inner hybrid fiber reinforced plastics,IHFRP).通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、延性.试验结果表明,与无纤维布相比,有3、4层布的试样的抗压强度和峰值应变均提高;纤维布层数相同时,圆柱体试件的抗压强度、峰值应变比棱柱体试件高;与零倒角相比倒角半径增大,棱柱体试件的峰值应力和峰值应变有不同程度提高.采用压缩韧性指数对约束柱的延性进行评价,加固柱韧性指数I20高,接近理想弹塑性材料,非常有利于结构抗震耗能.     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

双向偏压钢筋混凝土柱的有限元分析模型

为实现钢筋混凝土柱的高效精确分析，建立了基于纤维积分法的可用于任意截面双向偏压钢
筋混凝土柱材料和几何非线性分析的有限元模型。基于混凝土和钢筋的非线性应力-应变关系，引入
Rodriguez截面分析模型，按边界顶点把混凝土截面划分成若干个梯形单元，通过对纤维直接积分导出截
面切线刚度矩阵，并基于空间非线性杆单元理论建立标准有限元公式。利用该分析模型对双向偏心受压钢
筋混凝土试验柱进行极限承载力分析计算，结果表明所提出的有限元模型具有较高的计算精度；通过采用
纤维积分法来替代传统的截面分块或分条法，显著提高了计算效率。