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.     

二次受力下预应力碳纤维布加固混凝土梁承载力计算

外贴预应力碳纤维布加固混凝土构件是一种简单且有效的加固方式.对预应力碳纤维布加固混凝土梁的全过程做了理论分析,根据应力—应变关系及变形协调原理,分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁各个阶段的承载力计算,并计算了在二次受力时的抗弯承载力,各阶段理论分析计算值与试验值基本吻合,可为实际工程的加固设计提供理论参考.     

碳纤维加固钢筋混凝土受弯构件正截面疲劳理论与低温疲劳性能试验

为了探索低温条件下碳纤维加固钢筋混凝土构件的疲劳性能,寻找疲劳破坏规律,展开了受弯构件正截面疲劳理论的推导研究。利用两根试验梁在－３０～－２０℃下进行疲劳加载试验,得出加固梁挠度、刚度、裂缝及疲劳强度的变化规律,对比研究了其在低温与室温下的疲劳性能。试验结果表明：低温疲劳荷载下,碳纤维布通过限制裂缝发展提高了混凝土梁的抗疲劳变形能力;加固梁的挠度明显小于室温疲劳荷载下的挠度,裂缝分布规律较好,裂缝宽度较小;碳纤维加固梁正截面疲劳承载力符合要求,具有一定的安全储备;现有的碳纤维加固梁跨中疲劳变形计算公式并不适用于低温情况。     

小剪跨比碳纤维布抗剪加固梁的有限元分析

为对较小剪跨比的外贴U型碳纤维布抗剪加固梁的剪切性能进行数值模拟和分析,采用ATENA有限元分析软件,结合断裂能理论和损伤理论,建立混凝土本构模型,并利用较小剪跨比无腹筋钢筋混凝土梁验证该模型的有效性和普适性.研究表明,该混凝土本构模型在模拟碳纤维布抗剪加固梁开裂后的裂缝发展分布及构件的非线性力学行为方面具备独特的准确性.在小剪跨比下,所建立的有限元模型预测的荷载挠度曲线、裂缝发展分布和构件破坏模式等主要力学性能均与实验结果较为吻合.     

竖向集中荷载作用下体外预应力混凝土连续梁解析解

在预应力混凝土桥梁加固中,体外预应力的应用逐渐广泛.本文主要基于微分方程,推导了体外预应力连续梁在竖向集中荷载作用下力法方程的解析解.利用该理论,计算了在竖向集中荷载作用下的挠度沿梁长的分布曲线,并与Ansys数值分析结果进行了对比,二者具有较好的一致性,说明该计算结果是合理的,可信的.对比结果表明,采用该解析解并能够得到在正常使用状态下混凝土梁的变形情况,为今后分析碳纤维加固体外预应力连续梁提供了基础.     

碳纤维加固混凝土梁的耐腐蚀性试验分析

为了解碳纤维加固混凝土构件在海洋等腐蚀环境下的耐久性,在荷载与海水共同作用条件下对7根采用不同碳纤维加固方式的混凝土梁进行了试验研究,试验结果表明碳纤维包裹层通过约束混凝土、延缓裂缝处混凝土的退化、阻断盐水的通道等来阻止腐蚀性离子向混凝土内部渗透,并进一步阻止电化学反应的发生;采用碳纤维加固混凝土梁是可行的,加固后的混凝土梁的力学指标和耐久性指标都得到了不同程度的提高,但是采取的加固防护形式不同,对混凝土梁的耐久性指标有较大的影响,在实际工程中应合理的选择加固方式.     

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.     

偏心埋入SMA丝的悬臂梁弯曲变形分析及实验研究

将预拉伸的ＳＭＡ丝作为驱动器,偏心埋入复合材料悬臂梁内．建立了该梁受ＳＭＡ驱动发生变形的力学模型,分析了ＳＭＡ在不同加温阶段,由于其相变恢复力驱动该梁产生的静态变形,并进行了实验验证,实验结果与理论分析相吻合．     

碳纤维布加固损伤混凝土梁的疲劳性能试验

完成了粘贴碳纤维布加固在役损伤混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明：损伤混凝土梁粘贴碳纤维布加固后的疲劳寿命可提高45％～60％，疲劳变形减少了25％～35％，梁的疲劳抗裂性能得到较大提高。因此，粘贴碳纤维布可以较大提高损伤混凝土梁的疲劳性能，延长损伤混凝土结构的使用寿命，为碳纤维布加固混凝土结构的长期疲劳性能研究提供了试验依据。     

碳纤维加固混凝土梁的数值模拟计算

为了建立碳纤维加固的钢筋混凝土梁的有限元非线性模型,采用ANSYS对碳纤维加固的钢筋混凝土梁进行数值建模计算.介绍了非线性有限元模拟碳纤维加固混凝土梁的方法,解决了采用有限元求解碳纤维加固混凝土梁非线性数值不容易收敛的问题,并且数值计算结果与试验结果吻合.结果表明所建立的有限元模型是合理的,该模型能准确地模拟出实际工程中碳纤维布加固混凝土梁的受力状态,并可对该种结构进行准确预测,为以后的数值研究工作奠定了基础,方便了日后的设计工作.     

高温下足尺钢筋混凝土梁试验研究及数值分析

为了给钢筋混凝土结构提供抗火分析的依据和方法,结合对结构火灾损伤的分析,采用有限元方法对高温下足尺钢筋混凝土梁的力学性能和变形反应进行了数值分析,并与试验结果进行了比较,吻合良好,并得出足尺试件高温反应的一些基本特征.结果表明:升温时间、配筋率对高温下足尺钢筋混凝土梁的力学性能和变形反应影响较大.该试验与理论分析结果具有十分重要的工程价值.     

GFRP筋轻骨料混凝土梁的试验研究

目的为彻底解决钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀问题.方法采用4点弯曲的加载方法分别对相同配筋的GFRP筋轻骨料混凝土梁和钢筋轻骨料混凝土梁进行了静力学试验研究.结果得到了钢筋轻骨料混凝土梁和GFRP筋轻骨料混凝土梁的荷载-挠度曲线以及梁承受荷载过程中受压区混凝土最外层纤维和受拉主筋的应变变化.结论钢筋轻骨料混凝土梁正截面强度的计算公式已不适用于GFRP筋轻骨料混凝土梁的正界面强度计算.在相同的荷载作用下,GFRP筋轻骨料混凝土梁的变形比钢筋轻骨料混凝土梁的变形大,同时GFRP筋轻骨料混凝土梁不具有普通钢筋混凝土梁所具有的塑性铰的性质.     

钢骨轻骨料砼简支梁变形性能试验研究

通过钢骨轻骨料混凝土梁的抗弯性能试验研究,建立一个考虑交接面相对滑移影响的钢混凝土梁的变形微分方程,得到其变形计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

纤维素纤维及混杂纤维混凝土的弯曲韧性

研究了纤维素纤维UF500增强混凝土的抗弯韧性,同时进行了合成纤维、钢纤维及混杂纤维混凝土的弯曲韧性试验,测定了纤维混凝土梁的荷载一挠度全曲线.基于美国ASTM方法,分析了纤维素纤维、合成纤维、钢纤维及其混杂纤维增强混凝土的弯曲韧性.研究表明,纤维素纤维可提高混凝土抗弯韧性和变形能力,韧性指数I_5、J_(10)分别比素混凝土提高了3.0和5.8倍;在纤维体积率相同情况下,纤维素纤维混凝土抗弯韧性高于聚丙烯纤维混凝土;纤维素纤维和钢纤维混杂使用显著改善了混凝土的韧性和变形性能,使混凝土由脆性破坏变为延性破坏.     

焊钉连接件时变抗剪性能的试验研究

对于无支架施工的长跨连续组合梁,在施工期间进行分阶段浇筑混凝土时,需考虑不同混凝土龄期的组合梁结合面上连接件的早期组合作用。为此,进行了混凝土不同龄期下焊钉连接件的推出试验,分析了焊钉连接件极限抗剪强度、极限滑移、设计抗剪强度和剪切刚度随时间的变化规律,并给出了相应的时变计算公式。研究发现,混凝土龄期小于3 d时推出试件主要为混凝土板劈裂破坏;在不同混凝土龄期时推出试件的剪力-滑移规律基本相同,但抗剪强度和刚度均随混凝土龄期的增长而增大,且早期增长较快,后期较慢,说明组合梁结合面的早期组合效应不能忽略。     

基于温度判据的FRP加固混凝土梁耐火极限研究

提出了FRP加固混凝土构件耐火极限的判据标准,包括：基于温度判据的耐火极限、基于位移判据的耐火极限和基于承载力判据的耐火极限。同时基于温度场程序,分析了相关参数,包括防火材料厚度、导热系数、比热、容重及胶粘剂玻璃化温度对加固梁温度判据耐火极限的影响,分析表明：防护材料厚度、导热系数及胶粘剂玻璃化温度是影响加固梁温度判据耐火极限的重要因素。与国内外火灾试验结果进一步比较表明,基于温度判据的耐火极限较为保守,加固梁在胶粘剂达到玻璃化温度后仍具有一定的剩余承载力。     

重复荷载作用下钢筋砼受弯构件变形的试验研究

通过十三根钢筋砼梁在重复荷载作用下的实验结果,分析和探讨了钢筋砼受弯构件在重复荷载作用下的变形性能,提出了钢筋砼受弯构件在重复荷载作用下截面刚度和挠度的计算方法、建议公式并与静力荷载作用下的计算公式形成统一的计算体系,且计算值能与实验值符合.     

高温后RC梁剩余承载力与可靠性指标分析

高温后钢筋混凝土构件的剩余承载力会有所折减,利用ANSYS软件对火灾发生时钢筋混凝土梁内的最高温度分布进行分析,提出了计算高温后钢筋混凝土梁剩余承载力的数值方法,并通过具体算例来验证该方法的正确性,为高温后钢筋混凝土结构的安全评估及修复加固提供了理论依据.此外,还根据结构可靠度理论建立了高温后钢筋混凝土梁的抗力模型和极限状态方程,对影响抗力随机变量的统计参数给予分析,通过验算点法计算高温后钢筋混凝土梁在承受原设计荷载时可靠性指标的变化.分析表明,不同受火时间对梁的可靠性指标有很大的影响,在有条件下应给予考虑.     

局部锈蚀钢筋混凝土梁承载力试验研究

为模拟实际构件中的局部锈蚀现象,通过外加电流对位于钢筋混凝土梁端部与跨中局部区段的受拉钢筋进行加速锈蚀,并研究其力学性能与变形性能.结果表明：随着锈蚀程度的增加,局部锈蚀梁承载力明显下降,挠度显著增大,刚度减小;跨中锈蚀的影响程度高于端部锈蚀;截面变形基本符合平截面假定.     

钢骨混凝土受弯构件非线性全过程分析

提出了一个钢骨混凝土受弯构件从加载直至构件破坏全过程非线性分析模式,编制计算程序,给出其弯矩与曲率、荷载与变形的关系曲线,将钢骨混凝土受弯件的承载力及变形的计算结果与试验结果对比,二者吻合良好。