CFRP加固钢筋混凝土T形梁抗剪性能试验研究

制作了5根钢筋混凝土T形梁,经过预裂模拟梁在受荷后的实际状况,采用粘贴碳纤维布(CFRP)方法对其进行加固,研究了U形箍宽度对加固效果的影响.分析了试验梁的斜裂缝宽度、位移、碳纤维布的应变和抗剪极限承载力.结果表明:CFRP有效约束了加固梁的裂缝开展,提高了梁的抗剪承载力;受粘贴效果和U形箍锚固效果的影响,抗剪承载力的提高并不与宽度的增加成比例.     

外贴碳纤维加固混凝土梁的抗剪设计

针对CFRP(carbon fiber reinforced plastic)抗剪加固梁,提出一种新的抗剪极限状态分析方法.即把CFRP类似箍筋处理,既考虑有效CFRP应变控制,又同时考虑界面剪切强度控制.加固后的CFRP梁的抗剪力主要由箍筋(包括弯起筋)、混凝土和CFRP承担.本文同时通过CFRP加固抗剪实验数据处理,提出CFRP的抗剪优化配比设计方案.     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

无粘结预应力U形CFRP加固混凝土梁抗剪试验

针对外贴纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁极易发生纤维剥离破坏、纤维利用率低且被动受力等问题,开发了一套U形纤维带预应力系统,包括侧面端部自锁锚固装置、角钢和底部连接及张拉装置.为验证该系统的可行性及探讨碳纤维带预应力大小对抗剪加固效果的影响,完成了5个较大截面矩形梁段试件的单点加载抗剪试验,其中1个未加固,4个采用无粘结预应力U形碳纤维带进行抗剪加固.试验结果表明:该系统能给U形纤维带提供可靠预应力,并把常见的纤维剥离破坏转变为拉断破坏,大大提高纤维利用率;施加预应力的纤维带对梁裂缝的产生与发展及开裂后梁刚度的退化均有明显的抑制作用;预应力大小对主斜裂缝倾角及直接参与抗剪的纤维带数量影响较大,但对这些纤维带的有效应变影响不大;并非预应力越大,抗剪加固效果越好,本试验中,仅将纤维带预应变张拉至0.001就能最大幅度提高梁的抗剪承载力.基于试验结果分析,从考虑竖向平均预应力对主斜裂缝倾角的影响入手,提出了无粘结预应力U形碳纤维带加固混凝土梁抗剪承载力公式,其计算值与试验值符合良好.     

预应力高强钢绞线网抗剪加固钢筋混凝土梁试验

采用新型张拉锚固系统,对剪跨比为2.2和1.65的预应力钢绞线U形抗剪加固梁各3根和1根未加固梁进行了对比试验,研究预应力水平、剪跨比对加固效果的影响规律。试验结果表明:预应力抗剪加固可提高梁的承载力、截面刚度;当预应力水平小于0.3时,承载力、截面刚度、钢绞线利用率随预应力水平的提高而提高;当预应力水平大于0.3时,加固梁的承载力随预应力水平的提高相对降低。建立了预应力高强钢绞线U形抗剪加固梁的承载力计算式,计算结果与试验值吻合良好。研究结果可为预应力钢绞线抗剪加固混凝土梁设计和施工提供参考。     

CFRP板加固PPC梁抗剪性能试验研究

通过4片部分预应力混凝土（PPC）梁试件采用CFRP板抗剪加固的试验,研究不同预应力水平对CFRP板加固PPC梁抗剪性能的影响。结果表明：采用CFRP板对PPC梁进行抗剪加固,能有效抑制斜裂缝的发展,提高加固梁的斜截面抗剪承载力,并在试验研究的基础上进行了非线性有限元分析,与试验结果吻合良好。     

钢丝绳布置方式对抗剪加固性能影响试验研究

通过对5根钢丝绳体外预应力抗剪加固的钢筋混凝土梁和2根对比梁的试验,研究了矩形梁体外钢丝绳的竖向布置和斜向布置方式、T形梁体外钢丝绳不同的锚固方式对试验梁抗剪加固效果的影响.结果表明,钢丝绳体外预应力抗剪加固可明显提高加固梁的斜截面开裂荷载、刚度及抗剪承载能力;对于矩形截面梁,闭合U型加固的效果优于斜向布束的加固小效果;对于T梁,就抗剪承载力提高幅度来看,三者相差不大.闭合U型箍布束的加固效果略优于非闭合U型箍布束加固,非闭合U型箍布束(锚固于腹板上)的效果与非闭合U型箍布束(锚固于翼板上)的效果无明显差异.研究结果可供桥梁抗剪加固参考.     

内嵌碳纤维板条抗剪加固混凝土梁性能研究

通过9根表层嵌入碳纤维增强塑料板条抗剪加固的钢筋混凝土梁和4根对比梁的静载试验,分析了构件的破坏形态、斜截面纤维应变分布特征及加固后极限承载力的影响因素。研究结果表明：嵌入式加固与外贴加固相比,可以明显地提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力,并改变构件的变形性能。最后,在国内外研究资料的基础上,提出了加固后混凝土梁的受剪承载力计算公式,并对计算值与试验值进行了比较,结果吻合较好。     

二次受力CFRP布加固钢筋混凝土梁的受剪性能研究

在CFRP加固钢筋混凝土梁受剪承载力的基本假定的基础上,采用桁架-拱模型,推导出了一次受力下CFRP布加固钢筋混凝土梁的斜截面受剪承载力计算公式,考虑了CFRP受力的不均匀性,采用CFRP的有效应变,并在一次受力的基础上,考虑了二次受力对CFRP抗剪的不利,推导出了二次受力下CFRP布加固钢筋混凝土梁的受剪承载力公式.     

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.     

预应力CFRP布加固负载混凝土梁受剪性能试验

为研究负载状态下利用预应力碳纤维布加固混凝土梁斜截面受剪性能,根据配箍率的不同制作3组共计12根钢筋混凝土梁,每组选择1根混凝土梁进行单点加载受剪试验,获取极限受剪承载力及裂缝分布等试验数据.对另9根梁预加载至极限受剪承载力的0.4倍,在持荷状态下对试验梁弯剪区段利用预应力碳纤维布加固.完成这9根梁负载加固后的斜截面二...     

Experimental research on shear carrying capacity of H-steel concrete composite beam with small shear span ratio

In order to investigate shear carrying capacity of H-steel concrete beam with small shear span ratio,shear test on 5 H-steel concrete composite beams with small span ratio (from 0.7 to 1.1) are reported,including test design,test scheme,test method,failure characteristics and test results. Influences of shear span ratio,web of H steel and concrete on shear carrying capacity of this kind of beam are investigated. The main components comprising shear bearing capacity are analyzed. The results show that with the shear span ratio increasing,the contribution of web of H steel and concrete on shear carrying capacity decrease. Based on test data,the calculation formula of shear carrying capacity for this beam is established by curve fitting.     

表面内嵌FRP筋抗剪加固T形混凝土梁参数影响

为了研究不同参数对表面内嵌FRP筋加固梁抗剪性能的影响规律,对6根采用不同FRP筋类型、间距以及不同加固方式的FRP筋加固梁进行受剪性能试验.结果表明,该方法能够很好地改善加固梁的受剪性能,提高梁的极限承载力.未粘U箍和FRP筋间距小的加固梁更易发生剪切破坏.加固方式对加固梁跨中位移无明显影响,FRP筋类型和FRP筋间距对加固梁跨中位移影响显著.表面内嵌FRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能显著提高弯剪段开裂荷载.FRP筋类型、间距以及加固方式对加固梁的极限荷载影响显著.由于CFRP筋弹性模量高,故CFRP筋的应变小、利用率低;不粘贴U箍加固梁中FRP筋应变大于粘贴U箍加固梁;FRP筋间距越大,FRP筋的应变越大,利用率越高.     

锈蚀箍筋混凝土梁的抗剪承载力分析

通过通直流电的方法加速两系列钢筋混凝土试验梁的锈蚀,并进行箍筋锈蚀后试验梁抗剪承载力的试验研究;在试验研究的基础上,分析先前研究者的锈蚀箍筋混凝土梁抗剪性能试验研究结果,分析和讨论了混凝土梁箍筋锈蚀后抗剪性能和强度的变化规律.结果表明,在箍筋锈蚀较轻的情况下,混凝土梁的抗剪承载力有所提高,而在箍筋锈蚀率大于10%以后,混凝土梁的抗剪承载力随箍筋锈蚀率的增加而显著降低;由箍筋锈蚀引起的混凝土截面损伤对混凝土梁抗剪承载力的影响非常显著,尤其对于抗剪承载力较多取决于混凝土贡献的小剪跨比混凝土梁.基于试验数据的综合分析,建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的表达式,可以方便地应用于实际工程的设计计算中.     

CFRP加固钢筋混凝土梁端部剥离破坏的试验研究

经受拉边粘贴CFRP作抗弯加固的钢筋混凝土梁,除发生正截面破坏模式外,经常会出现一种早期纤维端部的剥离破坏,导致纤维抗拉强度不能有效利用甚至加固失效．通过8根抗弯加固后梁的试验研究,认为剥离破坏是由于纤维端部应力集中产生的界面剪应力、正应力和弯剪斜裂缝基部产生的粘结锚固应力综合作用造成的．文章描述了界面剪应力的分布规律,指出混凝土强度、粘贴纤维层数尤其是无板长度是影响界面剪应力的主要因素,从而为进一步研究防止或延缓纤维端部剥离破坏的有效措施提供科学依据．     

纤维加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

为了对钢筋混凝土梁进行抗剪加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土梁剪压区进行加固,并进行了对比试验,试验梁两端简支,在梁跨方向三分点处进行两点加载试验,量测试验梁的应变和变形,观测了裂缝形态和发展趋势。结果表明,采用纤维对钢筋混凝土梁进行剪切加固后,其抗剪强度明显提高,但对梁的刚度和变形影响较小。