预应力钢绞线-角钢复合加固预损混凝土柱轴压性能试验研究

基于预应力钢绞线加固法和外包钢加固法的原理,提出一种新型加固方法:预应力钢绞线-角钢复合加固法.通过12根钢筋混凝土方柱(其中2根为对比柱,2根预应力钢绞线加固柱,8根4组不同损伤程度的预应力钢绞线-角钢复合加固柱)的轴压试验,研究了预应力钢绞线加固方法和预应力钢绞线-角钢复合加固方法的加固效率以及不同受损程度下预应力钢绞线-角钢复合加固后钢筋混凝土柱破坏特征、受力性能和破坏机理.试验结果表明:预应力钢绞线-角钢复合加固方法充分发挥了两种材料的优点,两种材料协同工作性能良好.极限承载力大幅提高,延性也得到明显的改善.结合受损混凝土柱特征,提出考虑损伤折减指标的轴压承载力计算公式,理论计算结果与实际值吻合较好,可为相关研究提供理论支持.     

预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

通过5根预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验,研究了受损柱在预应力钢绞线加固后的破坏特征和破坏机理,以裂缝宽度作为受损指标,对比了不同受损程度下加固柱的极限承载力和延性。试验结果表明,预应力钢绞线加固方式充分发挥了钢绞线的约束能力,极大地改善了原构件的力学性能;受损柱极限承载力得到了提高,其延性也得到了明显的改善。在分析其破坏机理的基础上,提出了预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱的极限承载力计算公式,为该加固方式的应用提供了参考依据。     

碳纤维布和角钢复合加固轴心受压混凝土柱的试验研究

通过22根加固混凝土方柱(其中12根为素混凝土柱,10根为钢筋混凝土柱)的轴心受压试验,研究了碳纤维布和角钢以及两者复合加固后混凝土柱破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同方法加固的混凝土柱的极限承载力、应力-应变关系以及刚度和延性等方面进行了研究与分析。试验结果表明,复合加固混凝土柱充分发挥了碳纤维布和角钢加固混凝土柱的各自优点,使它们能协调工作,共同作用,获得极为优良的力学性能。极限承载力大幅度提高,混凝土柱的延性得到显著的改善,混凝土柱的变形能力大大提高。因此,本文提出的复合加固法具有优良的加固性能,可为工程应用提供参考。     

活性粉末混凝土加固钢筋混凝土柱轴压性能试验研究

研究了活性粉末混凝土(RPC)加固法加固钢筋混凝土柱的轴压性能及影响因素。对5根钢筋混凝土柱进行了一次受力轴心受压试验,将其中4根加固柱试验结果与另外1根未加固柱试验结果进行对比。结果表明,RPC加固法是一种有效的加固方法,能够显著提高加固柱的极限承载力、峰值应变、开裂荷载、延性、刚度及抗裂性能,有效地改善加固柱的裂缝分布形态及破坏模式。RPC加固法可以大幅度提高构件的极限承载力和延性,约束裂缝的发展。最后,给出了加固柱受压极限承载力计算公式,该公式所得计算值与试验结果吻合较好。     

玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压试验及有限元分析

通过7根玻璃纤维布加固混凝土柱和1根混凝土对比柱的轴心受压试验及有限元分析,探讨了玻璃纤维布加固混凝土柱的受压性能及其加固机理.分析表明,玻璃纤维布加固混凝土柱有斜剪破坏和轴压破坏两种破坏形态;加固后的混凝土柱能明显提高其极限承载力,且提高程度与纤维布加固层数、加固间距和构件截面形状有关,存在着使承载力提高最大的最优加固层数、最优加固间距和合理截面形状.对比试验和有限元分析说明,合理选择有限元分析模型,可以较好地预测玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压性能.     

预应力碳纤维布加固混凝土方形截面短柱轴心受压试验

为了研究预应力碳纤维(CFRP)布加固混凝土方形截面短柱轴心受压力学性能,根据配筋率的不同设计了3组共计12根混凝土方形截面短柱,每组包括3根预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根普通混凝土柱。通过静载试验获得了各试件受压极限承载力、位移和预应力CFRP布应力增量等试验数据,得到了荷载作用下试件变形曲线及破坏形态,分析了预应力CFRP布应力水平和纵筋配筋率对混凝土方形截面短柱加固后的力学性能的影响。研究结果表明:采用预应力CFRP布约束混凝土柱一方面能够限制混凝土横向变形,使柱中混凝土从加固时刻起即受到环向应力,提高了混凝土极限压应变,从而显著提高柱的极限承载力,承载力提高幅度在60%以上;另一方面,由于受压柱的延性与截面配筋率有关,加固柱配筋率较低时,延性较好;反之则延性较差。     

高延性混凝土加固框架柱抗震性能试验研究及其#br# 轴压比限值分析

混凝土框架柱的轴压比较高时,在水平地震荷载作用下通常发生小偏心受压破坏。为改变高轴压比下混凝土柱的破坏形态并提高其抗震性能,提出采用高延性混凝土（HDC）围套加固混凝土柱。设计6个RC柱,其中4个采用HDC或钢筋网高性能复合砂浆加固。通过低周期反复荷载试验,研究加固层形式和轴压比对试件破坏形态、滞回性能、承载力、变形能力、耗能能力和刚度退化的影响。试验结果表明：采用HDC围套加固可使试件的破坏形态由小偏心受压破坏转变为大偏心受压破坏,试件达到极限位移时仍维持稳定的竖向承载力;通过HDC围套加固后,试件的承载力,延性和耗能能力均得到明显提高,刚度退化速率减缓。采用HDC围套加固,可增加柱截面受压区面积,提高柱截面的相对受压区高度,使加固柱的轴压比限值明显提高,同时柱截面仍具有良好的变形能力。     

钢管高强轻集料混凝土短柱轴压性能的试验研究

通过24根钢管高强轻集料混凝土短柱的轴心受压试验,研究了钢管高强轻集料混凝土短柱在轴心压力下的轴力-纵向应变关系、宏观变形特征、破坏机理和破坏模式。试验结果表明:在钢管的约束下高强轻集料混凝土的弹性模量、强度和塑性性能得到了不同程度的改善,且构件的刚度有所提高;紧箍系数是影响钢管高强轻集料混凝土短柱力学性能的主要因素,紧箍系数越高,构件极限承载力提高越明显,延性越好;钢管高强轻集料混凝土短柱轴压极限承载力与同规格钢管普通混凝土基本相当。     

基于统一强度理论的预应力钢带加固混凝土柱轴压承载力计算

为计算钢带加固混凝土柱的轴心受压承载力,基于双剪统一强度理论,考虑箍筋和预应力钢带对混凝土的双重约束作用,对柱中处于三向受力状态的混凝土进行分析,推出了预应力钢带加固混凝土柱的轴心受压承载力公式;预应力钢带加固混凝土柱的轴压承载力计算值与试验数据比较,吻合较好,验证了统一强度理论在预应力钢带加固混凝土柱轴压承载力计算中...     

环向预应力钢绞线(CPSS)约束混凝土柱轴压性能数值模拟

采用环向预应力钢绞线(Circumferential Pestressed Steel Strand,简称CPSS)加固能显著改善混凝土柱的轴压性能,可应用于桥梁墩柱等竖向构件加固工程。为研究环向预应力约束机理,本文建立CPSS约束混凝土柱弹塑性模型,分析钢绞线间距及预应力水平对约束柱轴压性能的影响,得到了约束柱的破坏形态和极限荷载,计算结果与试验结果进行对比,验证了模型的适用性。计算结果表明,钢绞线间距减小能显著提高约束柱承载能力,大幅改善约束柱变形性能,并且在一定程度上影响约束柱破坏形态,由局部压溃发展为整体压溃;预应力水平的增大对约束柱变形性能的改善更为明显。     

轴心受压方钢管混凝土短柱的性能研究:I试验

介绍了包括方钢管混凝土短柱、方钢管短柱以及素混凝土短柱在内共 １４个试件的轴心受压试验结果,研究了方钢管混凝土短柱的破坏机理、延性和极限承载力,讨论了影响方钢管混凝土轴压短柱性能的主要因素,包括钢管的宽厚比、混凝土的强度等级等。     

高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能研究

为研究高温后方钢管再生混凝土短柱的轴心受压承载性能,以再生粗骨料取代率和温度为变化参数,设计了24个试件进行轴心受压加载试验,观察高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的受力过程及破坏形态,获取其应力-应变曲线、极限承载力等重要数据,并分析再生骨料取代率、温度对该类新型组合构件轴压性能的影响规律;最后对高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力计算方法予以探讨。试验结果表明:随温度的升高,高温后试件的极限承载力和弹性刚度整体上均呈降低之势,延性系数和耗能均先减后增;随再生骨料取代率的增大,高温后试件的极限承载力降低,弹性刚度先增后减,延性系数和耗能均呈增长之势。     

角钢和CFRP复合加固轴心受压柱的试验研究

用角钢和碳纤维布加固混凝土结构是当前建筑工程领域中应用最为广泛的两种混凝土结构加固技术，但同时采用这两种材料对受压构件进行复合加固研究的报道尚不多见。本文通过对4根钢筋混凝土矩形截面柱的轴心受压试验，研究了角钢和碳纤维布单材加固、两者复合加固的混凝土柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能。对不同方法加固的钢筋混凝土柱的极限承载力、荷载一应变关系以及刚度和延性等方面进行了分析。     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱轴压性能试验研究

对9根外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱和未加固钢筋混凝土中长圆柱进行轴心受压试验研究,研究长径比、钢管壁厚和后浇自密实混凝土强度对复合加固中长圆柱受力性能的影响。研究结果表明:未加固中长圆柱破坏形态属于局部强度破坏而复合加固中长圆柱的破坏属于弹塑性失稳破坏。长径比越小,复合加固柱承载力提高越大;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱极限承载力略有提高,但延性逐渐降低;钢管壁厚的增加能够显著提高复合加固柱的极限承载力和延性。在试验研究的基础上,提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱的承载力简化计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗剪性能试验研究

外包角钢与碳纤维布(CFRP)复合加固钢筋混凝土柱是一种新型加固方式。对6根复合加固柱及1根未加固对比柱进行低周反复受剪性能试验研究,探讨影响复合加固柱抗剪性能的因素,并分析不同条件下CFRP与外包钢缀板的应变情况。试验结果表明,复合加固方法能显著提高钢筋混凝土柱的抗剪承载力,试验中最大提高47%,且复合加固柱在破坏时延性得到较大程度的改善。在轴压比较低的范围内,复合加固柱的抗剪承载力随轴压比的增大而增大,但其延性下降。随着钢缀板加固量的增大,复合加固柱的抗剪承载力随之增大。随着复合加固柱剪跨比的增大,其抗剪承载力随之降低,但外加片材应变增大。CFRP与角钢复合加固体系能很好的约束混凝土的横向变形,两种材料能良好地共同工作,但约束材料强度的发挥是有限的,在达到极限承载力时,两种加固材料都不能被充分利用。     

预应力钢绞线混凝土复合配筋柱抗震性能数值分析

采用预应力钢绞线和普通钢筋复合配筋形式,提出了一种全装配式预应力钢绞线混凝土复合配筋柱（PSRC柱）,并采用DIANA有限元分析软件进行了拟静力试验数值模拟,通过1组普通钢筋混凝土柱模型和3组预应力钢绞线混凝土复合配筋柱模型的对比,分析了在不同轴压比下各构件的滞回曲线、骨架曲线、水平承载力、刚度退化、延性和耗能能力。结果表明：配置了预应力钢绞线的PSRC柱有着较好的水平承载力和延性,构件的残余位移较小,整体抗震性能良好;随着轴压比增大,构件的延性降低,耗能能力减弱。     

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱是一种新的加固形式。在其运用到结构抗震加固时,必须保证加固构件具有良好的延性破坏机制,为此进行了7根碳纤维布与角钢复合加固钢筋混凝土柱的低周反复试验,并编制了复合加固钢筋混凝土柱全过程分析程序,对轴压比、碳纤维布用量、角钢用量等影响复合加固效果的因素进行了分析。试验及电算结果均表明,复合加固后钢筋混凝土柱的极限承载力和耗能性能均有大幅提高。与仅用外包角钢加固柱相比,复合加固柱的抗震性能亦得到明显改善。     

预应力角钢板加固矩形混凝土短柱轴压承载力分析

对配有纵向钢筋和箍筋的矩形混凝土柱,采用预应力角钢板进行加固,使加固后的混凝土柱在不遭受加固破损的情况下,其承载力得到提高。在统一强度理论的基础上,对预应力角钢板加固混凝土短柱在轴心受压时的受力性能进行了分析,考虑了角钢板和箍筋对混凝土的约束作用,推导出了预应力角钢板加固混凝土短柱的轴压承载力计算公式。分析计算了原柱的极限承载力、加固柱在施加周向预应力使原柱内的箍筋不受力时和施加周向预应力使角钢板达屈服强度时的承载力。结果表明,统一强度理论对于预应力角钢板加固的配筋混凝土轴压短柱的理论计算有非常好的适用性。研究可为预应力角钢板加固混凝土短柱的轴压承载力的分析计算提供理论依据。     

角钢螺旋筋复合约束混凝土组合柱轴压性能及承载力计算

为研究角钢螺旋筋复合约束混凝土组合柱的轴压力学性能,对26个该类组合柱试件及3个角钢约束混凝土柱对比试件进行了单调静力轴心受压试验。观察试件的破坏形态,得到试件的承载力和荷载-变形曲线。通过试件受力全过程的破坏形态、损伤演化、荷载-变形曲线、截面约束应力分布等分析角钢螺旋筋复合约束混凝土组合柱的复合约束机理和失效性态。基于Mander本构模型,通过划分不同的混凝土约束区,提出该类组合柱的轴压承载力计算方法。研究结果表明：角钢螺旋筋复合约束混凝土组合柱的轴压破坏过程及形态与角钢约束混凝土柱相似,但是其裂缝发展、混凝土剥落的过程更为缓慢;荷载-变形曲线更为饱满,损伤发展也更慢;承载力、延性和耗能能力都有显著提高;所提出轴压承载力计算方法的计算结果与试验结果吻合较好。     

预应力钢带加固混凝土柱轴压性能试验研究

通过进行16个采用预应力钢带加固的混凝土柱试件和2个未加固混凝土柱对比试件的单调加载试验,重点研究预应力钢带加固混凝土柱轴压性能和加固试件的轴压承载力计算方法。试验主要参数包括钢带层数及钢带间距。结果表明,采用预应力钢带加固混凝土柱可有效改善其轴压性能,不仅可提高柱的轴压承载力,还能使加固柱具有良好的变形能力。探讨了预应力钢带加固混凝土轴压柱受力机理,并分析了各主要参数对轴压承载力的影响,给出了预应力钢带约束混凝土抗压强度计算公式。采用叠加法,提出加固柱轴压承载力计算式,计算结果和试验结果吻合较好,并建议实用计算方法。