CFRP受剪加固钢筋混凝土梁的理论研究

对CFRP受剪加固钢筋混凝土梁的方法及破坏模式进行了分析,对受剪承载力的计算方法进行了研究,提出了采用CFRP加固混凝土构件的施工要点,以供参考。     

CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展及现状

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)是由碳纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定的工艺复合形成的高性能新型材料,因其具有高强、轻质、耐腐蚀以及施工方便快捷等优点,被广泛用于结构加强及加固领域,国内外利用CFRP片材加固混凝土梁经历了一个漫长的过程。该文通过对CFRP片材预应力加固混凝土梁发展历程的总结,阐述各种CFRP片材预应力加固混凝土梁方法及其优缺点,为需要利用CFRP片材预应力加固混凝土梁的设计者提供参考。     

考虑二次受力时预应力CFRP片材加固砼梁的抗弯设计

根据应力-应变关系及变形协调原理,分析了混凝土梁不卸载时采用预应力CFRP片材加固后每个阶段的受力形态,从理论上推导出了考虑初始弯矩时构件屈服弯矩和极限弯矩的计算公式,并将公式计算结果和试验结果进行了对比.为实际工程加固设计提供了参考依据.     

外贴预应力CFRP片材加固RC梁施工关键问题分析

体外粘贴预应力CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer以下简称CFRP)加固钢筋混凝土(RC)梁,施工技术水平对加固效果起到至关重要的作用,因此,合理地控制好施工过程具有重要意义。本文针对施工过程中关键问题的已有研究成果进行了总结和理论分析,为今后的设计和应用提供参考     

玻璃纤维片材加固混凝土梁的抗剪试验研究

进行了 1 3根玻璃纤维 (GFRP)片材加固混凝土梁和 2个对比混凝土梁的抗剪性能试验研究 ,分析了GFRP加固梁的抗剪性能。试验结果表明 ,粘贴GFRP片材可以有效地提高梁的抗剪承载力 ,GFRP片材的受力机理和箍筋相同 ,加固梁的抗剪承载力取决于GFRP片材的有效应变。根据试验结果 ,提出了GFRP片材有效应变的计算公式 ,并依据混凝土规范的计算模型 ,提出了加固梁的抗剪承载力计算公式     

CFRP加固钢筋混凝土梁二次受力抗剪试验研究

通过4个不同持续荷载下的CFRP加固梁抗剪试验,其中1个对比梁,3个不同荷载下的加固梁.试验结果表明,加固梁的极限抗剪承载力得到了提高,裂缝宽度和跨中挠度有所减小.发现现有的抗剪承载力计算公式远大于试验值,这是不安全的,进而提出了考虑二次受力的抗剪承载力计算公式,和试验结果吻合良好,具有一定的参考价值.     

嵌入式碳纤维片材抗剪加固钢筋混凝土T型梁的性能

通过试验研究介绍采用碳纤维片材嵌入式技术抗剪加固钢筋混凝土T型梁的效果。试验考虑了嵌入片材的3种角度(45°,60°和90°)以及3个不同的碳纤维片材用量。嵌入式加固梁的配箍率为0·10%。片材最高用量按照对比梁中钢筋配箍率为0·28%时所能够承担的最大荷载进行设计。结果表明:斜片材的效果优于竖直片材的效果;片材用量的增加导致梁的抗剪承载力增加;片材对梁抗剪能力的贡献受到混凝土抗拉强度的限制;梁的破坏模式受片材加固量的影响。对于每一种片材加固量,同时根据外贴碳纤维布技术,对相同构件采用连续U型碳纤维布箍加固后进行试验,对比了两种碳纤维材料加固技术的效果。结果表明:嵌入式加固技术更有效,不仅提高了梁的抗剪能力,同时,碳纤维材料的抗拉强度得到更充分的发挥。除了碳纤维片材用量最高的梁以外,采用嵌入式加固梁在破坏时的变形方面比外贴加固技术更有效。ACI和FIB的分析公式中预测的外贴加固对抗剪加固体系的贡献比相应的试验值更大,根据Nanni等人的公式可知,嵌入式加固技术使得碳纤维片材的贡献大约达到试验值的61%。     

钢筋混凝土梁TYFO复合纤维抗剪加固试验研究

介绍了带悬臂简支梁支座节点采用粘贴TYFO复合纤维进行抗剪加固的试验研究，通过对比试验，分析了在卸载或部分卸载情况下，加固对梁抗剪承载力的影响，并提出了一些加固设计建议。     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

通过对一组粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验,研究了完好加固梁与损伤加固梁的箍筋和碳纤维布应变随疲劳次数增加的变化情况,不同碳纤维布用量对抗剪加固效果的影响以及斜裂缝的扩展变化状况等。试验表明,钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小20%~50%,斜裂缝宽度减小35%~45%,且碳纤维布用量越大效果越明显,完好梁加固效果优于损伤梁。粘贴碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。     

预应力CFRP布加固混凝土梁受剪分析

为开展负载状态下预应力碳纤维布加固低强度混凝土梁斜截面受剪承载力性能的研究,依据配箍率不同设计制作3组共计12根钢筋混凝土梁,每组选择1根非加固钢筋混凝土梁作为对比梁,其余3根预加载至对比梁极限受剪承载力的40%,在持荷状态下利用预应力碳纤维布对试验梁弯剪区段进行加固。完成了12根试验梁单点加载受剪试验,获得了承载力、变形等试验数据。基于实测数据,利用ABAQUS有限元分析软件建立了预应力碳纤维布加固低强度混凝土负载梁的有限元分析模型,经过理论分析,建立了预应力碳纤维布加固低强度混凝土负载梁斜截面受剪承载力计算公式。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究

通过9根预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁在不同预应力水平和不同配布率下的抗弯性能试验,研究其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、曲率延性等受力性能。试验结果表明,梁的破坏形态均为碳纤维布拉断;梁的开裂荷载及屈服荷载随碳纤维布的预应力水平或配布率的提高而提高,但屈服荷载的提高幅度明显小于开裂荷载的提高幅度。另外,配布率较低、预应力水平较高的梁的开裂荷载与屈服荷载高于配布率较高而预应力水平较低的梁的开裂荷载与屈服荷载。梁的极限荷载随配布率的提高而提高。在较高配布率情况下,梁的极限承载力随预应力的提高而略有提高。加固梁的曲率延性系数随预应力和配布率的提高而减小。为保证加固梁破坏时具有一定的延性,建议预应力水平最高控制在40%~50%。     

预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件试验研究

分别对用普通碳纤维布加固的梁和用预应力碳纤维布加固的梁进行了对比试验，对两种加固方法对梁的破坏特征及承载力、刚度等方面的影响进行了分析。结果表明，用预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件是一种有效、可行的方法，加固效果明显。     

CFRP网格-聚合物水泥砂浆加固RC梁的#br# 抗剪性能与计算公式

为揭示不同网格单位加固量对碳纤维增强复合网格(carbon fiber reinforced polymer grid,简称CFRP grid) 聚合物水泥砂浆(polymer cement mortar,简称PCM)复合加固钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)梁抗剪性能的影响,构建CFRP网格-PCM加固RC梁的承载力计算方法,文章首先对7根采用CFRP网格 PCM复合加固RC梁进行四点弯曲静力加载试验,并在试验研究的基础上,提出基于横竖双向网格实际抗剪贡献的CFRP网格-PCM加固RC梁的承载力计算公式。研究结果表明：采用CFRP网格-PCM复合加固RC梁能显著提高其抗剪承载力,其中CFRP网格对于抗剪承载力的提高发挥主要作用,而PCM仅起到黏结剂的作用;加固梁的抗剪承载力与CFRP网格单位加固量呈正相关,但CFRP网格的协同变形性与CFRP网格单位加固量呈负相关;所提出的抗剪承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力分析

对预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力性能进行了分析,提出了极限弯矩、开裂弯矩、消压弯矩的计算公式,同时,为了保证加固梁破坏时的延性,结合碳纤维布的材料特性,给出了最大与最小配布率的计算公式.     

预应力CFRP加固钢筋混凝土梁补强效果的数值模拟分析

通过升温法模拟碳纤维布内预应力值,利用单元生死模拟钢筋混凝土梁在卸载加固和不卸载加固时预应力CFRP的补强加固效果,对11根预应力CFRP加固钢筋混凝土梁进行了数值模拟,并与试验结果比较,得到了基本一致的结论,说明采用ANSYS可以较好地对预应力CFRP加固梁的补强效果进行数值模拟分析,可有效地补充有限的预应力CFRP加固梁的试验数据和实验分析,为实际工程加固设计提供更多的理论依据.     

混锚预应力U形碳纤维条带抗剪加固混凝土梁试验研究

研发钢筋混凝土梁抗剪加固用U形纤维增强复材（FRP）条带的预应力系统,提出一种预应力U形条带端锚与黏贴并用（简称混锚）的抗剪加固方法。完成了1根未加固、7根采用U形碳纤维（CFRP）条带进行抗剪加固的矩形截面梁剪切试验,加固梁中1根为纯黏贴、6根为混锚预应力。结果表明：混锚预应力加固在抑制主斜裂缝开展、延缓箍筋屈服和提高箍筋塑性利用率等方面的表现均优于纯黏贴加固,能够防止FRP端部剥离并实现拉断破坏,大幅度提高纤维强度利用率,显著提高梁的抗剪承载力,最大提升率达92%。预应力和配纤率的大小对抗剪加固效果有较明显影响,其他条件相同时,预应力越大或配纤率越高,加固梁综合性能越好。建议了混锚预应力U形CFRP有效应变的计算公式,用于预测剪切破坏时CFRP的贡献和加固梁的承载能力,与试验结果符合良好,可供工程应用参考。     

碳纤维板条嵌入式加固钢筋混凝土梁试验研究

对7根内嵌碳纤维板条加固钢筋混凝土梁进行试验研究,研究钢筋及碳纤维板应变,并利用有限元软件ANSYS对各试件加载全过程进行模拟,与试验结果进行对比.     

持载混凝土梁端锚无黏结预应力U形碳纤维带受剪加固试验研究

利用已研发的适用于U形纤维增强复材(FRP)的端锚无黏结预应力系统,对1根未加固梁及6根预应力碳纤维(CFRP)条带加固的不同持载水平钢筋混凝土梁进行受剪性能试验,探究端锚无黏结预应力加固法的有效性。研究结果表明：该方法能够对不同持载水平混凝土梁进行有效加固,可避免条带的端部剥离破坏并实现拉断破坏,提高纤维强度利用率,延缓箍筋屈服,抑制梁刚度的退化和斜裂缝的开展,提升构件受剪承载力,最大提升率约75%;预应力加固效果易受持载水平和配纤率影响,其他加固参数相同时,较高持载水平和配纤率的加固梁受剪性能更好,受剪承载力提高幅度更大。端锚无黏结预应力U形CFRP条带加固梁受剪承载力计算结果与实测结果吻合较好,可为加固设计提供参考。     

预应力CFRP布加固T形RC梁正截面承载力分析与计算

采用碳纤维布施加预应力后加固混凝土梁,可以充分发挥碳纤维材料的高强度特点,显著减小梁的裂缝和挠度,提高加固效率。对预应力CFRP布加固钢筋混凝土T形梁的各种破坏模式、界限和理论计算进行了较系统的分析和总结,并给出了判别破坏模式的方法和计算预应力碳纤维布加固混凝土T形梁正截面的计算公式,计算出的结果与试验结果较吻合。     

碳纤维布加固钢筋混凝土T型截面梁正截面抗弯承载力计算

本文根据碳纤维布加固钢筋混凝土T型梁的不同破坏模式提出了相应的极限抗弯承载力计算方法,给出了碳纤维布的有效拉应变值,并根据《公路桥规》给出了工程实用设计公式。