纤维增强水泥基复合材料面层加固砖墙抗震性能试验研究

以无圈梁构造柱砖墙为研究对象,对比了采用不同形式的纤维增强水泥基复合材料面层加固后砖墙的抗震性能.共开展了 1片未加固砖墙、4片纤维增强水泥基复合材料加固砖墙和1片钢筋网水泥砂浆加固砖墙的伪静力试验.结果表明,采用纤维增强水泥基复合材料面层加固砖墙可以显著提高砖墙的承载能力和变形能力;单面全墙面面层加固对原墙体抗震性能...     

纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究

利用纤维增强复合材料(FRP)和纤维增强水泥基复合材料(ECC),对两种方形截面大尺寸钢筋混凝土柱进行抗震增强和修复加固,研究大尺寸条件下的加固效果。对于未损伤试件,采取的措施为GFRP布环向包裹;对于损伤试件,采取的措施为ECC修复、CFRP布纵向增强以及GFRP布环向约束。试验结果表明,增强加固试件的承载力、延性以及耗能能力会有不同程度的提高,但是增强效果随截面尺寸增大而降低。对于修复试件,其延性可以恢复至原来水平甚至略有提高,而承载力的恢复效果随着截面和损伤程度的增大而降低。     

纤维增强复合材料的耐久性能试验研究

通过快速冻融试验、耐碱性试验、浸水试验、湿热暴露试验、人工加速老化试验,研究了腐蚀环境对纤维增强复合材料（FRP）的复合体及粘结剂力学性能的影响.结果表明：碳纤维增强复合材料（CFRP）的耐久性能较好,在各种暴露条件下,其力学性能没有明显退化;玻璃纤维增强复合材料（GFRP）的耐久性能略差,水环境、碱环境、湿热环境以及冻融循环对其均产生了较大影响.粘结剂试件在人工加速老化曝露试验后,其外观颜色和力学性能均发生一定的变化.     

纤维增强复合材料对钢结构的加固

在过去的20年中,纤维增强复合材料凭借其高强重比和良好的抗腐蚀性等独特优势,逐渐获得在实际土木工程应用中的广泛认可。特别是对使用纤维增强复合材料在加固混凝土结构方面进行了广泛研究。最近,使用纤维增强复合材料来加固现有的钢结构的方法引起了关注。文章首先对合理开发使用纤维增强复合材料来加固钢结构的方法进行讨论。之后对现有的运用纤维增强复合材料加固的钢结构的研究进行评论和阐述。评论涵盖的论题包括钢材表面粘合剂处理、粘合剂的挑选、纤维增强塑料和钢材之间的粘结性能及其合适的建模、钢梁抗弯加固、钢结构抗疲劳加固、薄壁钢结构的抗局部屈曲的加固、以及通过外部纤维增强塑料对中空管或混凝土填充钢管进行加固。文章最后对未来需进一步研究的问题进行了展望。     

碳纤维增强材料(CFRP)加固钢梁的疲劳试验研究

以钢梁为研究对象,对未加固钢梁与碳纤维增强材料CFRP加固钢梁在应力幅较小的中高周疲劳试验中的不同疲劳寿命进行对比,并对疲劳试验结果进行拟合分析。结果表明,在钢梁下翼缘疲劳敏感区域粘贴CFRP可以有效提高钢梁的疲劳寿命,对于存在初始疲劳裂缝的钢梁,采用CFRP加固可以将疲劳损伤钢梁的疲劳寿命恢复到未损伤钢梁的水平。     

纤维增强复合材料的基本受力性能试验研究

采用碳纤维和玻璃纤维制作CFRP、GFRP进行基本受力性能的测试，试验结果表明处于加固状态的FRP材的力学性能指标明显低于其组分之一纤维织物的受力指标，如果习惯采用厂商提供的纤维织物力学指标进行设计，就必须对纤维的有效应变进行限制。     

纤维增强复合材料加固结构耐久性研究综述

随着纤维增强复合材料(FRP)在土木工程中应用越来越广泛,其耐久性成为工程应用人员关注的焦点问题。分析了各种环境条件对FRP耐久性的影响,结果表明:温度对FRP材料、FRP与混凝土、FRP与钢粘结界面的耐久性影响不明显;冻融作用对FRP与混凝土粘结界面影响较大;水分对FRP材料和粘结界面均有影响;化学介质对CFRP影响不大,对GFRP以及FRP与粘结界面均有较大影响。建议对FRP材料及粘结界面进行自然劣化与加速劣化对比试验,并提出进行耐久性评价时应根据使用环境不同对评价指标赋予不同的权重。     

纤维增强复合材料在桥梁加固中的应用及发展

介纠了国内内外纤维增强复合材料在桥梁结构加固中的特性,加固原理及施工技术,并对比介绍了碳纤维,艿纶纤维,玻璃纤维以及PBO纤维等加固时各自不同的优缺点,指明了其在桥梁加固方面的前景和发展方向。     

纤维增强复合材料加固混凝土柱研究综述

从纤维增强材料(FRP)约束混凝土柱的本构关系,FRP加固轴心受压和偏心受压构件的影响因素,力学性能、抗震性能等几个方面总结了该加固方法的国内外研究现状,分析了在FRP加同混凝土柱的研究中存在的问题,明确了需进一步开展研究工作的方向.     

纤维增强复合材料低温加固的研究现状及展望

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。国内外对碳纤维布加固混凝土的试验研究工作也越来越深入。在总结文献的基础上,介绍了国内外低温下纤维增强复合材料加固混凝土构件的研究现状。最后指出了试验研究中存在的一些问题,并对低温下纤维增强复合材料加固混凝土的发展趋势提出了几点建议。     

钢纤维自应力混凝土加固梁抗弯疲劳性能试验研究

通过对4根三分点加载方式下加固梁的抗弯静力和疲劳试验,研究了钢纤维自应力混凝土叠合层对加固梁的正截面疲劳性能影响。通过分析梁的开裂弯矩、跨中挠度、拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了钢纤维自应力加固梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。试验结果表明,钢纤维自应力混凝土叠合层可延缓加固梁的开裂,显著降低裂缝宽度,明显提高梁的疲劳性能,采用钢纤维自应力混凝土进行旧混凝土简支梁桥变连续体系加固是一种有效的方法。     

碳纤维布与钢板黏结剪切性能研究

碳纤维布与钢板复合加固混凝土结构是一种新的加固形式,在其运用到实际加固工程时,关键是要保证碳纤维布与钢板之间的有效黏结。通过11组碳纤维布与钢板黏结剪切试验,分析了碳纤维布与钢板发生黏结剪切破坏的过程、破坏机理,并对碳纤维布的黏结宽度、碳纤维布的层数和黏结长度等对黏结剪切性能的影响进行了研究。研究结果表明,碳纤维布与钢板的有效黏结长度随着碳纤维布层数增加而增大,而与碳纤维布的宽度及粘贴长度无关;碳纤维布与钢板的极限黏结力随碳纤维布宽度增加而线性增大,且当黏结长度超过有效黏结长度后,极限黏结力不再随黏结长度增大而增加,但黏结破坏的延性得到改善。在试验研究的基础上提出了极限黏结力和有效黏结长度的计算公式,其计算结果和试验结果吻合较好,可为复合加固在工程上的应用提供参考。     

锚贴钢板加固锈蚀钢筋混凝土梁试验研究

为了研究锈蚀钢筋混凝土梁采用钢板锚贴加固后的力学性能,设计了12根钢筋混凝土梁,以设计锈蚀率为10%进行电化学快速锈蚀。在锚贴钢板加固前进行预压试验,裂缝宽度控制为0.2mm。按保护层厚度分为3组,每组1根对比梁,其余3根分别按钢板厚度3、4、5mm进行锚贴钢板加固。加载对比试验研究表明:锚贴钢板加固锈蚀钢筋混凝土梁的跨中截面应变基本符合平截面假定,正常使用性能得到明显改善,且极限承载力亦有明显提高。锚贴钢板有效地减小了锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝宽度和裂缝延伸高度,在相同保护层和锈蚀率相近时,钢板厚度增加3~5mm导致其挠度减小,且减小幅度为13%~51%。保护层厚度对加固梁的极限承载力影响不明显。     

CFRP板与钢梁粘结剥离破坏的试验研究

粘结层是碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固钢梁的最薄弱环节。通过对4根加固梁的静载试验及6根加固梁的疲劳试验研究了CFRP板加固钢梁的剥离破坏。在CFRP板底端部贴的应变片记录了试验过程中的应变变化,并结合理论分析,探讨了各项因素对板端应变的影响及CFRP板的剥离破坏过程。静载试验中记录的随外荷载变化的应变曲线以及疲劳试验中记录的随疲劳加载次数变化的应变曲线都能分为4个阶段。阶段Ⅰ为板端溢胶对板端作用的拉力的衰退阶段,板端溢胶逐渐失去作用;阶段Ⅱ为正应力衰退阶段,正应变开始减小,而剪应力继续增加,使得压应变的增加更快;阶段Ⅲ为剪应力衰退阶段,在达到压应变峰值后,剪应力和应变减小,直到应变为0;阶段Ⅳ为剥离破坏阶段。根据这一规律,利用板端的应变片可以很好地监控加固梁粘结层的性能变化及裂缝的萌生。     

Experimental study on fire protection methods of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer

In this paper, two reinforced concrete (RC) beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and attached with thick-painted fire resistant coating were tested for fire resistance following the standard fire testing procedures. The experimental results show that the specimen pasted with the insulated layer of 50 mm in thickness could resist fire for 2.5 h. It is also demonstrated that the steel wire mesh embedded in the insulated layer can effectively prevent it from cracking and eroding under firing. __________ Translated from Journal of Tongji University (Natural Sciences), 2006, 34(11): 1452–1456 [译自: 同济大学学报 (自然科学版)]     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁。通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。结果表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,但再生粗骨料的使用会降低梁的刚度及变形能力,使梁的剪切脆性破坏特征更为明显;掺加钢纤维或增大配箍率均可以提高梁的承载力和变形能力,有效改善再生混凝土梁的剪切脆性破坏情况;试件的承载能力随剪跨比的减小而增大,但其变形能力随之降低;修正方法得到的抗剪承载力计算值与试验值相比误差较小,可为再生混凝土梁的抗剪设计提供参考。     

粘钢加固混凝土梁抗弯强度的理论研究

用Fortran语言编制了梁截面弯矩一曲率关系的分析程序,梁单元采用分布柔度单元,材料采用成熟的本构模型,非线性分析的计算结果与试验结果进行了比较,验证了非线性分析模型的合理性,采用这一计算程序对比分析了混凝土梁加固前、后承载力的变化,提供了粘钢加固后梁的承载力变化的定量指标,可供工程设计参考。     

钢板-混凝土组合受弯加固梁疲劳性能试验研究

通过对8根钢板-混凝土组合受弯加固简支梁（以下简称组合加固梁）的等幅疲劳加载试验,研究了组合加固梁在疲劳荷载作用下的寿命及应变变化规律。试验结果表明：组合加固梁的疲劳破坏是由钢板裂纹从栓钉焊趾处开始缓慢扩展直至贯通导致的,与普通钢筋混凝土梁相比,组合加固梁的疲劳破坏具有较好的延性;钢板应力幅对组合加固梁的疲劳性能影响较大,实际设计时应严格控制钢板的应力幅和应力上限,不宜采用高强钢材和较薄的钢板;加固层预应力可有效提高组合加固梁的疲劳性能;按TB 10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中规定的焊有栓钉的受拉钢板的S-N关系对钢板-混凝土组合加固梁的钢板进行疲劳设计偏于安全。另外,提出了考虑应力水平影响的组合加固梁疲劳寿命的计算方法。图19表6参12     

U形预应力钢板箍加固T形截面钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

为改进T形截面钢筋混凝土(RC)梁的受剪加固工艺,提出了一种采用U形预应力钢板箍对T形截面RC梁进行受剪加固的技术。采用简支梁跨中集中力加载的方法,完成了1个足尺未加固RC梁和5个足尺加固RC梁的单调静载试验,研究U形钢板箍间距和预应力水平对加固RC梁受剪性能的影响。通过试验得到了试件的损伤发展过程、破坏形态、荷载-变形曲线以及钢板箍、钢筋和混凝土的应变曲线。研究表明：采用U形预应力钢板箍可有效提高既有T形截面RC梁的斜截面受剪承载力,试件受剪承载力随钢板箍间距的减小而提高,最大提高幅度可达46.1%。当钢板箍间距小于400mm时,加密钢板箍对试件受剪承载力的提高作用逐渐减弱。钢板箍预应力水平在0.35以上时,进一步提高预应力水平对试件受剪承载力无明显影响。提出了U形预应力钢板箍加固T形截面RC梁受剪承载力的计算式,计算结果与试验结果吻合良好,可为既有T形截面RC梁的加固设计提供参考。     

外贴CFRP板加固锈蚀钢板疲劳性能试验研究

为研究外贴CFRP板对锈蚀钢板疲劳性能的影响,开展16个CFRP板加固锈蚀钢板试件的疲劳拉伸试验,研究锈蚀程度、CFRP刚度、CFRP预应力度、端部锚固及疲劳应力幅对CFRP板加固锈蚀钢板疲劳破坏模式、疲劳寿命及裂纹扩展规律的影响。研究结果表明,外贴CFRP板可以显著提升锈蚀钢板疲劳寿命,对质量损失率为9.38%、13.39%、16.61%及21.24%的锈蚀钢板,端部锚固条件下双面粘贴CFRP板加固试件疲劳寿命相对于未加固试件分别提高了18.4倍、9.3倍、8.9倍及11.4倍;加固方式对疲劳加固效果影响显著,端部锚固可以有效延缓黏结界面失效,增大CFRP板加固刚度或采用预应力加固均可显著降低裂纹扩展速率。