预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的试验研究

提出一种预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构的新方法(简称P-SWR加固技术)。介绍这种新技术的提出思想及实现工艺,对预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土梁进行试验研究,重点讨论直接加载、先损伤后加载、钢丝绳层数、钢丝绳与混凝土黏结性能、锚固方式等参数对加固性能的影响,并与粘贴CFRP和钢板加固混凝土梁性能作了比较。试验结果表明,预应力高强钢丝绳加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、截面刚度、屈服荷载、最大承载力,加固后的梁发生钢筋屈服、受压区混凝土压坏、钢丝绳断裂的延性破坏,能有效限制混凝土裂缝宽度,钢丝绳能达到极限拉伸应变而充分发挥作用。P-SWR加固技术可较好地解决现有加固方法中的诸多缺点,是一种高效主动式的加固技术。另外,该技术还具有易施工、耐火、耐老化、成本低等优点,值得在实际工程中大力推广应用。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁截面应力及抗弯刚度

碳纤维布施加预应力后粘贴加固可有效改善混凝土梁正常使用阶段的工作性能,相应截面应力和抗弯刚度分析对于合理评价加固梁的工作状态有重要意义。根据预应力碳纤维布加固混凝土梁正常使用阶段的截面受力分析,提出了截面应力的简化计算方法,进而通过引入碳纤维布应变不均匀系数,得出了对于未加固梁、非预应力碳纤维布加固梁和预应力碳纤维布加固梁均适用的截面短期抗弯刚度的实用计算方法。试验结果对比表明,建议的截面应力和抗弯刚度计算方法准确度较高。     

大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能

为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。     

某厂房混凝土鱼腹式梁的加固

文章介绍了预应力高强钢丝绳抗弯加固鱼腹式混凝土梁的工程实例.并与常用加固方法作了比较分析,实践证明预应力高强钢丝绳加固技术有突出优点.     

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。     

预应力CFRP加固裂缝梁数值模拟

预应力CFRP加固能够利用碳纤维复合板的高强性能,同时能够有效抑制混凝土结构中的裂缝开展。本文采用有限元分析软件,对预应力CFRP加固对带裂缝的混凝土梁的影响进行了模拟,重点分析了预应力CFRP加固带裂缝混凝土梁对抗弯刚度和抗裂性能的影响。结果表明,预应力CFRP加固能够有效提高带裂缝混凝土梁的抗弯刚度和抗裂性能,且提高程度随预应力水平的增大而相应提高。     

配高强钢筋的部分预应力混凝土梁受弯承载力和裂缝性能研究

以已有试验数据为基础,分析了配高强钢筋的部分预应力混凝土梁在静力荷载作用下影响其抗弯承载力的主要因素,提出了相应的计算方法,指出在进行配高强钢筋的混凝土梁的设计计算时,应考虑界限受压区高度的变化;分析了配高强钢筋的部分预应力混凝土受弯构件的抗裂性及裂缝性能,对规范及修正公式进行了验证,为该类结构的设计提供了参考。     

体外预应力混凝土梁的预应力筋应力增量研究

为了推广体外预应力技术在混凝土结构,特别是在低强度混凝土梁加固中的应用,对12根体外预应力加固混凝土梁展开静载试验。结合模型梁抗弯性能的试验研究,重点分析预应力筋应力增量对抗弯承载力计算的影响。研究成果表明:预应力筋应力增量是影响体外预应力混凝土梁抗弯承载力计算精度的主要因素,试验结果表明,JGJ/T 92—2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》中关于体外预应力应力增量值100 MPa明显偏低,建议修订为170 MPa。     

表层嵌入预应力碳纤维筋混凝土梁抗弯试验研究

为了充分发挥碳纤维增强塑料(CFRP)筋的高强性能,更有效提高加固梁的力学性能,通过在混凝土梁受弯区表层开20 mm×20 mm的槽后,对直径为7 mm的CFRP筋施加不同水平的预应力并嵌入开好的槽中,并用专用结构胶填充槽道,待结构胶固化后进行加固梁的抗弯试验。通过对9根表层嵌入预应力CFRP筋加固梁和1根未加固梁的抗弯加载试验,初步研究了加固梁的刚度、特征荷载、延性及梁的裂缝发展与破坏模式。研究表明,预应力CFRP筋的高强性能得到充分发挥,加固梁的刚度显著提高,开裂荷载最大提高了303.17%,极限承载能力最大提高237.92%,延性基本能满足抗震要求,破坏模式表现为3种形式。     

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

Flexural strengthening of RC beams using distributed prestressed high strength steel wire rope: theoretical analysis

Various strengthening techniques for structural elements using different materials have been investigated. Recently, a new, reliable and cost-effective strengthening technique with distributed prestressed high strength steel wire rope (P-SWR technique) was proposed. This paper mainly focuses on theoretical analysis of the flexural behaviour of reinforced concrete (RC) beams strengthened with the P-SWR strengthening technique. First, mechanical properties of steel wire rope such as ultimate strength, ultimate tensile strain and relaxation were tested. Second, an evaluation method, including the prediction of cracking load and flexural capacity of RC beams strengthened with P-SWR, was proposed. Third, prestressed level of P-SWR, ratio of reinforcement, and bond strength of P-SWR and concrete responsible for short-term cross-sectional stiffness were studied and associated calculation equations are suggested. Finally, according to parametric studies, an entire evaluation system, including a modified Rao & Dilger code calculation method and hypothetical tension method, as well as a simplified method for predicting the maximum crack width, is proposed. All of these analytical procedures are based on experimental studies. A great similarity between the experimental and analytic results suggests that the proposed methods are highly accurate.     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能试验研究

采用内嵌预应力加固法张拉系统,提出开槽、加固和张拉螺旋肋钢丝、填胶的施工工艺,并在此基础上,进行了10个内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试件的试验研究。结果表明,采用内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,能够较好地改善被加固钢筋混凝土梁的整体工作性能,大幅度提高其开裂荷载,对屈服荷载和极限荷载也有明显的改善。随加固量及预应力水平不同被加固梁开裂荷载提高幅度为72.6%~321.26%,屈服荷载提高幅度为6.19%~99.09%,极限荷载提高幅度为46.04%~135.27%,加固效果明显。该加固方法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,梁试件刚度提高明显,对裂缝的产生和发展都有约束作用,具有良好的加固效果,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。     

预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究

在以往试验研究的基础上,对钢绞线施加预应力,以研究预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固技术对RC梁的适用性。对5根预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗弯试验研究,试验结果表明,采用预应力措施有效地提高了梁的抗弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展。同时提出利用该种加固方法进行抗弯加固的承载力设计计算公式。计算结果与试验结果吻合较好。另外,还就高强不锈钢绞线网的预应力张拉、预应力损失等进行试验研究,提出完整的预应力高强不锈钢绞线网加固受弯构件的施工工艺,并给出采用不同张拉方法时预应力有效值系数的取值,使得该种加固方法能够更好地应用于实际工程中。     

去除局部破损混凝土后钢筋混凝土梁受弯性能理论分析

在钢筋混凝土梁修复加固的过程中 ,常常可能去除梁上部分破损的混凝土 ,使钢筋外露 ,在荷载作用下 ,造成梁的力学性能发生变化。基于对钢筋混凝土梁变形分析 ,利用数值分析方法 ,详细讨论了在忽略梁剪切变形的条件下 ,去除局部破损混凝土、受拉钢筋暴露的钢筋混凝土梁的理论分析方法。给出了计算去除局部破损混凝土、部分受拉钢筋暴露的钢筋混凝土简支梁挠度和承载力的具体分析步骤和计算公式 ,计算结果和试验结果吻合良好。     

粘贴竹片加固混凝土梁的试验研究

竹材是一种可再生的低碳环保材料,具有抗拉强度高、稳定性好等优点。混凝土梁老化损伤或使用荷载增加均可能导致受弯承载力不能满足要求,影响结构的正常安全使用。介绍5根RC梁粘贴竹片加固的对比试验研究,其中2根为对比试件,3根为分别粘贴1层、2层和3层的竹片加固试件。研究结果表明,粘贴竹片加固RC梁的极限承载力提高22%～25%,平均提高24%;粘贴竹片加固RC梁的初始弯曲刚度提高33%～49%,平均提高39%;粘贴竹片加固RC梁在相同荷载下弯曲裂缝的裂缝宽度明显小于对比试件。粘贴竹片加固RC梁是一种低碳高效的加固技术,值得进一步深入研究。     

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆抗弯加固的试验研究

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固法是一种新型加固工艺,它具有耐火、耐腐蚀、耐老化的优点。本文对6根 用该工艺加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了受弯性能试验研究。试验结果表明,该加固措施有效地提高了梁的受 弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展,具有良好的加固效果。在试验研究的基础上,本文给出了利用这种方法进行 加固的受弯承载力及刚度的设计计算公式,编制了计算机程序进行了理论分析,并给出了最大弯曲裂缝宽度的计算方 法。理论计算结果与试验结果吻合较好,可以满足实际工程设计的需要。     

高强钢绞线网-聚合砂浆加固混凝土梁的受弯承载力计算

作为一种新型的加固技术,高强钢绞线网-聚合砂浆加固法具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、加固性能可靠等优点.本文在试验的基础上,提出了高强钢绞线网-聚合砂浆加固混凝土梁受弯承载力计算方法.     

Application of improved hybrid bonded FRP technique to FRP debonding prevention

External bonding of fiber reinforced polymer (FRP) is one of the most efficient techniques for retrofitting and strengthening concrete structures. However, the bond interface is the weakest link in such retrofitted or strengthened concrete members, resulting in premature FRP debonding. Therefore, a newly improved hybrid bonded FRP (IHB-FRP) technique is developed in this paper for strengthening concrete members. Unlike the conventional mechanical fastening method, the mechanical fasteners in the technique do not penetrate the FRP strips and the capping plates serve to apply vertical pressure to the FRP strips. An experimental study on the flexural strength of IHB-FRP technique strengthened beams is conducted. It is found that all the beams strengthened with the IHB-FRP technique fail due to tensile rupture of FRP strips even for seven plies of FRP strips. Based on the experimental results, the effects of the steel reinforcement ratio, the number of FRP plies, and the fastener spacing on the ultimate load are evaluated. Finally, a simplified method is proposed for estimating the ultimate bending moment of the IHB-FRP strengthened beam. The validity of the method is verified with the experimental results.     

钢丝网钢筋砂浆加固混凝土梁的受弯试验研究

通过进行钢丝网钢筋砂浆加固和钢丝网砂浆加固混凝土梁受弯对比试验研究。结果表明,钢丝网钢筋砂浆加固不仅具有与钢丝网砂浆加固相同的优点,而且可大幅度提高被加固构件的承载力。