CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁抗弯刚度及截面内力分析

进行了8根CFRP-PCPs复合筋内嵌加固混凝土梁的加载试验研究。结果表明,与预应力CFRP材料的其他加固方式相比,采用预应力CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁可有效提高加固梁的刚度。依据试验荷载-挠度关系曲线,建立了三直线弯矩-曲率关系模型,并推导出了CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁短期刚度与挠度计算公式,将计算值与试验值进行对比,吻合度良好。     

锈蚀后体外加固梁疲劳性能分析

针对12根由实际工程缩尺,并按不同腐蚀率进行处理后的模型梁,采用体外预应力钢绞线加固方式,分别进行静载试验和等幅疲劳试验研究,进一步了解模型梁在不同锈蚀程度下,体外预应力加固对结构疲劳性能的影响.结果显示:体外预应力钢绞线加固方式可以改善试验梁的抗腐蚀疲劳性能,有效防止严重锈蚀梁发生脆性破坏,使锈蚀梁的疲劳寿命得到明显提高;随着锈蚀程度的不断增加,体外预应力加固对构件的承载力和抗弯刚度的提高幅度不断增大;通过引入锈蚀与疲劳作用的刚度修正系数,提出了疲劳荷载作用下,锈蚀后混凝土梁经过体外预应力加固的跨中挠度计算公式,为实际工程的应用提供参考.     

铝合金筋体外预应力加固混凝土梁受力性能研究

铝合金具有轻质高强、延性好、低温脆断敏感性小、耐腐蚀等优点,可用于侵蚀环境及寒冷环境下结构体外预应力加固工程.本文对铝合金筋的材料性能进行试验研究,建立了铝合金筋本构关系模型,应用有限元程序ANSYS对既有体外预应力加固混凝土梁的受力过程进行模拟分析,通过计算结果和试验结果的对比分析验证了有限元分析模型的合理性.根据等截面原则和等强度原则,应用铝合金筋分别替换既有混凝土梁的体外预应力筋,对其进行有限元分析.结果表明,与传统体外预应力加固混凝土梁相比,采用等截面原则加固后的铝合金筋体外预应力混凝土梁,可以在适当提高延性的基础上,部分提高混凝土梁的承载能力;采用等强度原则加固后的铝合金筋体外预应力混凝土梁,可同时显著提高混凝土梁的承载能力和延性.     

预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用

采用专用的预应力施加机具和锚具对碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinfrced Polymer,以下简称CFRP)板施加了预应力,然后加固混凝土大比例梁,便于开展有关试验研究.在此基础之上,对一简支混凝土T型铁路桥进行了加固,效果较好.     

无粘结预应力CFRP板加固RC梁预应力损失研究

先对碳纤维增强聚合物(CFRP)薄板施加预应力,然后再将其锚固于已受荷载的混凝土梁上,测试了CFRP板中应变变化,研究了预应力施加完成至实验梁单调加载前的预应力损失情况,并采用对数函数进行了拟合,公式的拟合结果与试验值吻合较好。结果表明,实验梁加载后,CFRP板中应变增量基本一致,可认为在加载过程中体外片材各处应变基本相等。     

外贴预应力玻璃钢板加固混凝土梁试验研究

本文针对外贴复合材料加固混凝土梁存在的不足,将玻璃纤维材料(GFRP)先施加预应力,再将其外贴到混凝土梁受拉面以提高混凝土梁的承载能力.针对GFRP板横向抗剪切挤压强度低的缺点,研究对GFRP板的预应力施加方法,在此基础上完成了9根不同预应力度,不同混凝土强度等级混凝土梁的抗弯试验;同时完成了4根预应力GFRP板在梁侧立面不同粘贴方式抗剪试验研究.试验结果表明,外贴预应力GFRP板加固混凝土梁可大幅度提高混凝土梁的开裂弯矩、极限承载力及GFRP板的强度利用率,改善梁的裂缝开展情况及提高梁的抗变形能力.     

CFRP加固部分预应力梁的抗弯性能分析

通过开展碳纤维布(CFRP)加固部分预应力粱的抗弯实验,系统研究了CFRP对部分预应力混凝土梁的加固效应.制作了7根CFRP加固部分预应力梁,其中一根为对比未加固梁,另外六根为CFRP加固梁.试验考虑了初始裂缝宽度和CFRP层数的影响,分析了CFRP对混凝土梁的极限承载力、挠度和破坏形态的影响,体现了CFRP的阻裂增强效应.试验结果表明,粘贴CFRP可有效减小同荷载下的挠度,抑制试件的裂缝发展,提高顸应力梁的抗弯承载力.     

先张法预应力玄武岩纤维增强塑料筋混凝土梁受弯性能试验研究

采用先张法工艺设计制作了1根全预应力玄武岩纤维增强塑料筋(BFRP筋)混凝十梁,2根部分预应力BFRP筋混凝土梁和1根普通BFRP筋混凝土梁,对其进行三分点加载试验,主要测试了构件的开裂荷载、裂缝和挠度发展情况、屈服荷载和极限荷载等性能。结果表明,对BFRP筋施加预应力,可以提高梁的杭裂度,有效减小梁的挠度和裂缝宽度;非预应力钢筋的配筋率越大,梁的极限抗弯承载力越大,在BFRP筋配筋率相同的情况下,全预应力梁和非预应力梁的极限抗弯承载力相当;在预应力梁中采用非预应力钢筋,可以减小裂缝宽度间距,并且提高梁的延性;全预应力梁和非预应力梁在纯弯段上的裂缝数量和裂缝分布基本相同,部分预应力梁的裂缝数量明显多于全预应力梁和非预应力梁。     

预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用

采用专用的预应力施加机具和锚具对碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymer,以下简称CFRP)板施加了预应力,然后加固混凝土大比例梁,便于开展有关试验研究。在此基础之上,对一简支混凝土T型铁路桥进行了加固,效果较好。     

后张无黏结预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

采用后张法,制作了玄武岩纤维增强塑料筋（BFRP筋）无黏结部分预应力混凝土梁、BFRP筋无黏结全预应力梁以及对比用BFRP筋非预应力梁,对其受弯性能进行对比试验,并对BFRP筋无黏结部分预应力梁中非预应力钢筋的配筋率对受弯性能的影响进行了研究。结果表明,对BFRP筋施加预应力,可以明显提高梁的抗裂度,有效减小梁的挠度和裂缝宽度,改善BFRP筋混凝土梁的正常使用性能;与全预应力梁相比,配置有非预应力钢筋的部分预应力BFRP筋梁的延性更好;且随着非预应力钢筋配筋率的增加,梁的屈服荷载和极限荷载随之提高,裂缝间距、极限裂缝宽度则随之减小。     

Concrete beams strengthened with prestressed unbonded carbon‐fiber‐reinforced polymer plates: An experimental study

This study addresses the applicability and effectiveness of prestressed unbonded carbon‐fiber‐reinforced polymer (CFRP) for strengthening concrete beams. Three‐ and four‐point flexural tests were conducted up to failure for 10 concrete beams. The cracking, yield, and experimental nominal loads of the prestressed strengthened beams increased with the prestress levels. However, the ultimate loads were similar regardless of the prestress level because beam failure was dominated by rupture of the CFRP plates. Based on the results, the recommended appropriate prestress level for securing the ductility of a prestressed strengthened beam is ≤40% of the tensile strength of the CFRP plate. POLYM. COMPOS., 38:2459–2471, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

受疲劳荷载作用后的预应力混凝土构件冻融循环试验与损伤模型

对8根预应力混凝土梁进行受不同疲劳荷载后的冻融循环试验,研究疲劳荷载作用后预应力混凝土结构的冻融损伤特性。试验结果表明:荷载循环对预应力混凝土冻融损伤的发展有明显影响。运用损伤理论,对混凝土冻融损伤的疲劳效应问题进行了分析,并结合Aas-Jakobsen的混凝土材料疲劳寿命公式,引入疲劳效应影响因子(f(m)),建立了基于相对动弹模量的冻融损伤演化模型。结果表明:该损伤模型具有较高的精度,与试验结果吻合较好,适合工程应用。     

碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的问题探讨

碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的问题包括碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的应用前提、钢筋混凝土梁斜向贴碳纤维抗剪加固承载力计算和使用阶段加固梁的验算公式。这些问题是对现行规范的补充和完善,并提出有待进一步研究的问题。     

钢筋碱式硫酸镁混凝土梁斜拉破坏的试验研究

碱式硫酸镁混凝土有具有快凝、早强、高抗拉强度、抗腐蚀等优点,但对其生成的梁的斜拉破坏尚缺乏研究。为了探索两种材料混凝土斜拉破坏梁力学性能差异,本文进行了碱式硫酸镁混凝土和普通混凝土梁斜拉破坏对比试验。试验结果表明,碱式硫酸镁混凝土梁在开裂荷载、极限承载力等方面具有一定优势,此外,两种材料梁的破坏模式有一定差异。对比同配筋同混凝土强度等级的普通混凝土梁,碱式硫酸镁混凝土梁开裂荷载和承载力提高20%以上,故对现行的普通混凝土梁承载力和开裂荷载计算公式进行了修正。本文对碱式硫酸镁混凝土在土木工程中的应用有一定的意义。     

多层包扎容器筒体预应力分析计算方法

应用内筒收缩外层膨胀的过盈理论建立液压多层包扎筒体预应力分析计算的数学模型,提出了一种新的液压多层包扎筒体预应力分析计算方法,用于液压包扎工艺过程的优化和应力预测。经实例分析计算,并将计算结果与生产制造容器的水压试验结果对比,筒体整体应力和变形均达到HG3129-1998标准和ASME压力容器建造规则(ULW-77,ULW-78)的生产制造要求。     

Interface Stress Response of Laminated Plates Subjected to Static and Impact Loads

This paper deals with the stress analysis of laminated sandwich beams subjected to static loads and impact loads. When the laminated sandwich beams are subjected to static loads, stress distribution at the interfaces is analyzed, by using two-dimensional theory of elasticity, as a contact problem. When the laminated sandwich beams are subjected to impact loads, the interface stress response is analyzed using FEM (DYNA3D). Experiments were conducted. A fairly good agreement is seen between the analytical and the experimental results. The effects of the ratios of Young's moduli for each beam on the interface stress response are clarified.     

混凝土梁嵌粘混合FRP筋弯曲性能试验研究

分别在钢筋混凝土简支梁和连续梁的受弯区、负弯矩区表层嵌粘不同FRP筋材进行加固,进行单调加载弯曲试验,研究不同初始荷载、FRP筋种类对简支梁、连续梁嵌粘FRP筋后的特征荷载、应变、变形等的影响程度,记录加载过程中梁体裂缝扩展情况。结果表明:不同FRP筋混合嵌入加固混凝土梁,可显著提高简支梁、连续梁的抗弯承载力,改善使用阶段性能,与单一FRP筋材嵌粘加固相比,裂缝分布特征相似,延性更佳;在初始荷载未完全卸除时,混凝土梁表层嵌粘不同FRP筋的加固效果略逊于无初始荷载作用下的加固梁,不过效果仍比较理想,建议实际工程中尽可能卸除外部荷载后再进行嵌粘混合FRP筋加固。     

钢丝-连续玄武岩纤维复合板加固混凝土梁研究

通过1根对比梁和3根钢丝-连续玄武岩纤维复合板加固钢筋混凝土梁的抗弯试验,从各阶段荷载、截面刚度、裂缝情况等方面对其抗弯加固性能进行了全面的比较分析。试验结果表明,加固构件的抗开裂荷载分别提高了49％、49％和33％：抗纵筋屈服时荷载分别提高了17％、20％和27％;承载能力分别提高了38％、45％和73％,显著提高梁的抗弯刚度和承载能力,并是一种性能良好且成本低廉的加固材料。     

纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算方法

以3根粘砂碳纤维聚合物筋混凝土梁和2根粘砂玻璃纤维聚合物筋的试验为依据,分析了纤维聚合物筋混凝土梁的挠度变形和破坏形式,以及界限配筋率和正截面承载力;并结合我国混凝土结构设计规范对梁的正截面承载力计算公式进行了推导。试验结果表明:该公式可以用来对纤维聚合物筋混凝土梁的正截面承载力进行预测。