CFRP筋体外预应力加固T形截面混凝土梁短期挠度计算方法

通过静力试验和理论分析,研究CFRP筋体外预应力加固T形截面混凝土梁在短期荷载作用下的使用性能,探讨短期挠度计算方法。结果表明,CFRP筋体外预应力加固梁的荷载-跨中挠度曲线呈三折线变化;跨中截面混凝土和CFRP筋的平均应变在梁体开裂之前沿截面高度基本呈线性变化,开裂后,CFRP筋的平均应变明显小于梁底混凝土的应变。基于试验结果,计算开裂刚度折减系数和CFRP筋粘结特征系数,考虑二次效应的影响,运用有效惯性矩法建立了CFRP筋体外预应力加固T形截面混凝土梁的短期挠度计算公式,可供实际工程设计 参考。     

公路钢筋混凝土桥梁的体外预应力加固技术

体外预应力技术属于后张预应力体系的一个分支,属于无粘结预应力结构技术的范畴,其对在混凝土截面以外的预应力筋做张拉,应力向混凝土的传递是通过体外端部锚具及转向块来实现的。因为体外预应力加固技术施工简单、不增加结构自重、提高桥梁承载力效果好,而且可以有效改善结构性能及控制裂缝的发展,所以在桥梁加固工程中应用十分广泛。本文就针对公路钢筋混凝土桥梁体外预应力加固技术做出研究。     

预应力FRP加固混凝土结构技术研究与应用

介绍了笔者进行的预应力芳纶纤维布和碳纤维筋加固混凝土结构的一些主要研究成果,内容包括:预应力芳纶纤维布永久锚具的开发;预应力芳纶纤维布的应力松弛损失研究;预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪性能研究;温度对芳纶纤维布配套粘结材料的力学性能影响研究;体外预应力碳纤维筋局部加固混凝土梁的力学性能研究;碳纤维筋预应力粗纤维混凝土梁的抗震性能研究;预应力纤维布加固混凝土结构的工程应用等。     

CFRP板加固RC&PPC梁抗剪性能试验研究

通过10片普通钢筋混凝土(RC)梁及4片部分预应力混凝土(PPC)梁采用CFRP板抗剪加固的试验研究和非线性有限元分析,研究不同损伤程度、剪跨比、配箍率及预应力水平等因素对CFRP板加固RC&PPC梁抗剪性能的影响。结果表明:采用CFRP板对RC&PPC梁进行抗剪加固能够有效抑制斜裂缝的开展,提高加固梁斜截面抗剪承载能力,并改善梁的延性;RC梁损伤后加固,随着配箍率的增大以及剪跨比的减小,将提高加固RC梁的斜向开裂荷载、箍筋屈服荷载以及抗剪极限承载能力;随着预应力水平的提高,PPC加固梁的极限承载力增大,CFRP板抗剪加固效果比较显著;非线性有限元模型能够预测CFRP加固RC/PPC梁的抗剪性能,有限元计算结果与试验结果吻合良好;在进行CFRP板抗剪加固设计时,应对CFRP板的强度进行有效折减。     

桥梁体外预应力加固技术的应用

本文以某预应力混凝土连续刚构桥为例,简要介绍体外预应力加固技术在桥梁加固中的应用及效果,为类似工程的加固提供借鉴。     

粘结层和预应力对CFRP板加固损伤钢梁抗弯性能的影响

为了对比粘结层和预应力对碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)板加固损伤钢梁抗弯性能的影响,进行了5根H型损伤钢梁的抗弯试验,分析了特征荷载、荷载-挠度曲线、CFRP板应变及其强度利用率的变化。试验结果表明:有粘结和无粘结CFRP板具有相近的加固效果,特征荷载差值小于2%;非预应力CFRP板在正常使用阶段的加固效果很小,而预应力CFRP板加固钢梁的特征荷载比非预应力CFRP板提高了近30%。平截面假定适用于有粘结CFRP板-钢梁复合截面,而不适用于无粘结CFRP板-钢梁复合截面。相比于非预应力CFRP板,对CFRP板施加预应力可以显著提高CFRP板的强度利用率。建立的有限元模型可以较好地预测试件的抗弯性能,增加CFRP板的预应力、厚度和弹性模量可以提高损伤钢梁的抗弯加固效果。      

预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤模型

为了研究预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤性能,利用包括对比柱在内的13根混凝土圆柱试验数据,对修正的Park-Ang损伤模型进行改进,建立了预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱的地震损伤模型;根据试件的轴压比、纵向配筋率、考虑了预应力碳纤维条带及箍筋的双重横向约束作用对组合参数进行非线性回归分析,得到了该文推荐模型中组合参数的经验表达式;基于所提出的地震损伤模型,计算出了不同损伤状态的特征点所对应的地震损伤指标,据此给出了预应力CFRP加固混凝土圆柱的抗震分级标准;有限元分析得到的CFRP加固混凝土圆柱的损伤指标与试验结果基本符合,证明了该损伤模型以及加固柱的抗震等级划分标准的合理性。     

浅谈桥梁加固过程中体外预应力技术的应用

本文介绍了桥梁加固过程中体外预应力技术的应用,文章主要阐述了常用的体外预应力加固方法及施工工艺;体外预应力索、管道和灌浆材料;体外预应力索的防腐系统;体外预应力索的锚固系统等相关内容,旨在为桥梁加固施工提供一定的参考和借鉴。     

公路预应力混凝土桥梁裂缝分析

总结了常见的预应力混凝土桥梁的开裂情况,引述和分析了开裂预应力裂缝的力学特征。对两座典型的公路预应力混凝土桥梁裂缝进行了检测,分析了裂缝产生的原因,通过荷载试验掌握裂缝对桥梁工作状况和承载能力的影响,并对桥梁的使用状态进行评估,提出了加固处理措施。总结出预应力混凝土桥梁裂缝处理一般步骤和基于荷载试验的实用方法。     

关于桥梁加固中体外预应力技术分析

随着预应力技术的发展,新预应力材料和锚固体系的出现,使得这技术和方法在桥梁加固领域的应用前景非常广泛。体外预应力尤其适用于中小跨径的桥梁,对于大跨径桥梁,宜配合采用其他方法综合加固。本文结合工程实例,重点介绍了体外预应力技术实施加固维修的实例．以期对体外预应力技术体外预应力技术在薪梁加固中的应用研究起到推动和参考作用。     

偏心受拉作用下预应力CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂试验

为解决我国型钢混凝土桁架转换层拉杆及低层角柱在正常使用阶段易出现大面积拉裂缝的问题,以轻质高强、防腐的碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋为预应力筋,提出可有效控制裂缝的预应力CFRP筋-型钢混凝土结构体系,并对其偏心受拉作用下的抗裂性能进行系统研究。以预应力水平、偏心距、纵筋直径及型钢翼缘厚度为主要参数制作11个构件,通过自行研发的拉-压转换桁架实现偏拉加载。结果表明:引入CFRP筋后CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂度大幅提升,相较于普通偏拉构件,预应力大偏拉构件开裂荷载提高了64.8%~102.3%,预应力小偏拉构件提高了61.7%~117%,其抗裂性能与预应力水平、纵筋直径和型钢翼缘厚度正相关,与偏心距负相关。参照组合结构设计规范,提出构件开裂阶段中和轴的三种位置分布,并推导出开裂荷载公式,与试验值比较吻合度较高,可为其他复合材料筋在预应力偏拉体系的应用提供参考。      

无粘结预应力CFRP筋钢纤维轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

建立无粘结预应力FRP筋张拉锚固体系,对8根以CFRP筋为非预应力筋的无粘结预应力CFRP筋轻骨料混凝土梁与1根普通混凝土对比试件进行两点对称加载,观察其破坏过程与破坏形态,分析了混凝土种类、预应力度和净跨长度对开裂弯矩、弯矩-跨中挠度曲线、裂缝宽度等受弯性能的影响.从等效轴向刚度思想出发,修正了现有的以钢筋为非预应力...     

预应力CFRP布加固损伤RC梁的动力特性研究

从理论上推导了预张力与损伤RC梁固有频率之间的定量关系。同时进行了预应力CFRP布加固RC梁的动力特性试验,测定不同预张力条件下,完好梁与损伤梁的一阶频率值。而后利用ANSYS软件建立钢筋混凝土完好梁的有限元模型,根据损伤梁的动力测试结果,运用优化分析的方法得到损伤梁混凝土刚度折减系数;利用一阶频率的试验值对公式进行线性拟合,得到频率影响因素及损伤梁频率计算公式。最后将加固损伤梁一阶频率的理论值与试验值进行比较,发现在低预应力作用下,理论计算结果基本能反映出试验值随预张力变化的趋势,试验值与理论值吻合较好。     

用振动法进行PRC梁的预应力损失检测

本文首先通过一根预应力钢筋混凝土(PRC)梁振动测试实验，证实了PRC梁的弯曲振动自振频率随着预应力的降低而有所增加，其规律与受轴压力梁的自振频率受轴力的影响基本一致，因此采用受轴压力梁的模型作为PRC梁的计算模型，然后针对试验梁的情况，通过比较选择合适的边界条件模型，并采用神经网络方法，识别其边界条件的参数，在此基础上，再用神经网络识别预应力损伤，通过数值模拟和实测数据分析得到，通过振动测试用神经网络是可以识别PRC梁的预应力损失的。     

预应力CFRP加固钢筋混凝土受弯构件的抗力概率模型研究

预应力CFRP 加固混凝土结构技术因其在材料性能利用方面的优越性能已成为CFRP 加固的热点方向,其中预应力CFRP 加固结构的可靠性是这一方向研究的重要内容。该文分析了影响预应力CFRP 板加固钢筋混凝土受弯构件承载力的主要变量的概率特征,考虑CFRP 板尺寸效应和应力分布的影响,采用Weibull 分布推导了CFRP 板的极限强度概率分布函数,根据预应力CFRP 张拉工艺,分析了预应力损失随机变量,建立了在不同失效模式(破坏形态)下的受弯构件抗力概率模型,并开展了参数敏感性分析,获得各个失效模式下抗力概率模型的主要影响因素。研究结果表明:抗力概率模型是预应力CFRP 加固结构的失效概率计算与可靠度校准的重要内容之一,各参数的影响规律与各失效模式的破坏形式密切相关。     

非预应力筋对无粘结预应力混凝土梁性能影响分析

为跟踪无粘结预应力混凝土梁的全过程响应,建立了一种基于法平面弧长算法的有限元模型。该算法能较好地处理梁加载过程的响应变化,可穿越梁破坏前可能出现的极值点问题。设计了7根含有不同非预应力筋配筋率的无粘结预应力混凝土梁,利用提出的数值模型对这些梁进行非线性全过程分析。分析结果表明,没有配置受拉区非预应力筋的无粘结预应力混凝土梁的弯曲性能非常不理想,在梁内配置少量的受拉区非预应力筋,能极大改善梁的性能;随着非预应力筋配筋率的提高,无粘结部分预应力混凝土梁的开裂刚度和极限承载能力有显著提高,而后弹性挠度以及无粘结预应力筋极限应力则明显降低。     

混杂CFRP/GFRP筋HPC梁的非线性梁壳组合单元研究

对于混杂CFRP/GFRP筋高性能混凝土（HPC）梁, 研究一种新的三维非线性梁壳组合单元, 对HPC梁进行了全过程分析。引入实体退化壳单元理论, 利用空间梁单元模拟预应力CFRP筋, 并根据CFRP筋单元节点线位移和转角位移的协调性, 推导CFRP筋单元对梁壳组合单元刚度矩阵的贡献, 同时对GFRP筋和HPC梁采用分层壳单元模拟。并运用Jiang屈服准则、 Madrid强化准则等描述混凝土的材料非线性, 提出一种新的非线性梁壳组合单元, 研制相应的三维非线性计算程序。计算结果与试验数据吻合良好, 说明本文构造的非线性梁壳组合单元的正确性和研制程序的可靠性, 以及混凝土材料非线性描述的合理性; 采用组合单元能准确模拟CFRP筋的几何构形, 能综合考虑其拉压弯剪性能, 利于全面地反映配筋对结构的增强作用。      

Design of flat slabs for punching – European and North American practices

Punching is a critical design case for reinforced concrete flat slabs but the provisions for punching shear design and detailing of the shear reinforcement differ considerably among the various European and American design codes. Therefore the thickness of the slab or the amount or distribution of shear reinforcement may vary between different countries. The punching shear capacity of concrete, the punching shear resistance with shear reinforcement and the relevant detailing provisions of four European, two American codes and the CEB-FIP Model Code will be compared. The provisions have been compared by analysing flat slabs with typical dimensions and reinforcement ratios. The possibilities and limitations of each code and the consequences in practice will be demonstrated, using the flat slab of an office building as an example. With regard to practical aspects, the importance of shear reinforcement that can easily be installed will be emphasised.     

预应力碳纤维板加固钢梁抗弯性能试验研究

普通外贴碳纤维材料加固钢结构技术无法充分发挥材料的高强性能,加固效果有限,采用预应力加碳纤维加固可有效解决上述缺陷。该文在成功研制用于加固钢结构的碳纤维板张拉装置的基础上,进行预应力碳纤维板加固钢梁抗弯性能试验,研究了预应力碳纤维加固对试件承载力、变形、破坏形态以及碳纤维应用效率的影响。试验结果表明,与非预应力碳纤维板加固的钢梁相比,预应力碳纤维板加固可有效提高试件的抗弯承载力和刚度,充分利用碳纤维材料性能。两端的可靠锚固避免了由于端部锚固不足而发生碳纤维板剥离破坏。