粘贴竹片加固木梁的研究

木结构使用功能变更或使用荷载增加均可能导致木梁受弯承载力不足,需采用措施进行加固。共进行了6根木梁采用竹片加固的对比试验研究,其中3根为对比试件,3根为粘贴竹片加固木梁试件。研究结果表明:粘贴竹片加固木梁受弯承载力可提高48.0%～83.1%,平均提高69.5%;同时破坏位移亦有所增加。加固木梁跨中截面仍基本符合平截面假定;在相同荷载作用下,加固木梁受拉边缘拉应变和受压边缘压应变明显小于对比试件;不同位置竹片随荷载增加时的应变变化基本一致,且应变值相近。粘贴竹片加固木梁是一种低碳高效的加固技术。     

格构木梁加固方法的研究

进行了10根木梁的对比试验研究,其中3根为对比普通木梁,3根为未加固格构木梁,4根为加固格构木梁。研究结果表明:未加固格构木梁的受弯承载力和初始弯曲刚度较普通木梁均略有降低;底面粘贴1层碳纤维(CFRP)布加固格构木梁的受弯承载力较未加固格构木梁显著提高54%,初始弯曲刚度提高34%,极限位移显著提高63%。空隙处采用结构胶或灌浆料填充的格构木梁的受弯承载力平均提高30%,初始弯曲刚度显著提高195%,极限位移则显著降低54%。结构胶填充并在梁底面粘贴1层CFRP布的加固格构木梁受弯承载力显著提高92%,初始弯曲刚度显著提高251%,极限位移则降低48%。未加固格构木梁和粘贴1层CFRP布加固格构木梁的受拉肢和受压肢跨中应变变化分别保持平截面假定;其受压肢和受拉肢均为下侧受拉上侧受压,中间木垫块基本不受力。空隙采用结构胶填充的加固格构木梁跨中全截面应变变化基本保持平截面假定;其受压肢受压,受拉肢受拉,中间木垫块亦参与全截面受力。研究表明:在格构木梁空隙处填充灌浆料或结构胶可显著提高其初始弯曲刚度,但对提高承载力不显著;在格构木梁底面粘贴CFRP布可显著提高其承载力,但对提高初始弯曲刚度不明显。格构木梁有限元数值模拟结果可满足工程应用的精度要求。     

FRP板隐蔽式加固古建筑木梁的抗弯性能

为研究FRP板隐蔽式加固古建筑截面削弱型木梁的抗弯力学性能,设计了3组18根木梁试件的静力加载试验,比较了新构件替换残损构件与残损构件FRP板隐蔽式加固2种方式的加固效果,以及FRP板材的类型、厚度、加固长度对加固木梁抗弯性能的影响规律.研究结果表明:加固木梁抗弯极限承载力、抗弯刚度较模拟残损梁均显著提升;最优加固木梁的抗弯性能与健康梁相当.相同厚度的CFRP板加固木梁的抗弯性能优于GFRP板加固木梁; FRP板的厚度、加固长度与加固木梁的抗弯性能提高幅度成正比.在加固试件中木材、碳板胶以及FRP板的协同工作性能方面,GFRP板优于CFRP板.加固木梁截面应变沿梁截面高度方向的分布基本符合平截面假定.提出了FRP板加固木梁的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.     

碳纤维布不同加固方式对木梁承载力影响试验研究

为研究碳纤维布(CFRP)对矩形木梁的加固效果,采用CFRP包裹9根矩形木梁进行抗弯、抗剪性能的试验。本文分析不同CFRP加固层数、不同加固方式对木梁承载力性能的影响,获得了试件的破坏形态、极限承载力、荷载-挠度关系和应变分布等。结果表明：加固梁在变形过程中符合平截面假定,CFRP改变了木梁的脆性破坏模式,其受压区有明显的塑性变形段,提高了木梁的抗弯、抗剪性能,极限承载力提高最高为为55.1%,试件的刚度和延性也同时得到改善,采用CFRP加固增强木梁性能的方法是行之有效的。     

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0.2 mm。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、5 mm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3~5 mm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。     

粘贴钢板加固裂损木梁受力性能试验研究

纵向干缩裂缝是既有木梁中常见裂缝,对木梁受力性能影响较大.本文在综合比较多种加固方法后,拟采用粘贴钢板方法对严重裂损木梁进行补强加固.结合3个采用不同厚度钢板加固裂损木梁试件和1个未加固对比试件的试验研究,对粘贴钢板加固裂损木梁的传力机理和破坏形态进行了分析.试验研究结果表明,采用粘贴钢板加固技术能有效阻止既有纵向裂缝开展、有效提高裂损木梁承载能力和刚度,适合于裂损严重且不易更换的既有裂损木梁的补强加固.进一步结合试验结果,初步建立了粘贴钢板加固裂损木梁的承载能力计算方法.     

竹板增强胶合木梁受弯性能

对21根竹板增强胶合木梁的抗弯性能进行了研究,对比分析了竹板层数和厚度影响下木梁破坏形态、极限荷载和跨中挠度等参数。试验结果表明,与纯胶合木梁相比,底部粘贴1~3层胶合竹板梁的破坏荷载提高了16.8%~45.9%,随着竹板层数的增加,梁变形能力增强,但层间错动明显,致使梁的承载力不升反降;竹板总厚度不变,每层竹板厚度的减小对竹板增强胶合木梁的破坏形态无明显影响,整体变形明显,延性提高;竹板增强胶合木梁跨中截面应变符合平截面假定,破坏时梁顶达到抗压强度且有一定塑性高度,梁底达到极限拉应变。提出了竹板增强胶合木梁抗弯承载力计算公式,验证了公式的合理性,并给出了竹板最佳厚度比。     

冷弯薄壁型钢结构体系中自攻螺钉连接的抗剪性能试验研究

为了研究钢板与钢板、钢板与定向刨花板(OSB板)以及钢板与硅酸钙板(CSB)之间(自钻)自攻螺钉连接的抗剪性能,对32个螺钉连接试件进行了试验研究,研究了螺钉连接试件的受力过程和受力模式,分析了钢板厚度、板材受拉纤维方向的差异、加载速度以及螺钉至板材边缘距离等参数对试件受剪承载力的影响.试验结果表明:钢板与钢板连接的破坏形态为螺钉孔处钢板局部承压和螺钉头被剪断;钢板与OSB板连接最终发生自攻螺钉的过度倾斜和OSB板端部的劈裂分层;钢板与CSB板连接的破坏模式为自攻螺钉处CSB板被净截面拉断.随着钢板厚度以及螺钉至板材边缘距离的增加,自攻螺钉连接的受剪承载力有所提高;随着加载速度的增加,钢板与钢板连接以及钢板与CSB板连接试件的受剪承载力略有增加,钢板与OSB板连接试件的受剪承载能力出现一定降低.OSB板与CSB板的方向性导致纵向纤维受拉试件的受剪承载力明显高于横向纤维受拉试件.     

损伤状态下混凝土梁钢板加固试验研究

为研究受损钢筋混凝土梁采用粘贴钢板加固方法后承载力的变化,制作了2根混凝土梁试件.首先将试验梁加载开裂至正常损伤状态并测量对应的最大裂缝宽度,然后将其中一根梁按照规范设计方法进行加固处理,随后对试验梁进行抗弯承载力试验.在试验中通过采集应变、挠度和裂缝宽度等数据,综合评价钢板加固方法的效果.并通过比较各种材料应变随荷载的发展曲线,分析钢筋应变与钢板应变变化协同关系,验证平截面假定是否成立,最后通过各规范所提供的设计方法,将计算结果与试验结果进行对比分析.结果证明:粘贴钢板加固方法对提高受损钢筋混凝土梁的抗弯承载力具有显著效果,加固梁相对于未加固梁承载力提高58.2%;通过试验数据与规范计算结果的对比,可认为现有设计方法具有一定的安全性.研究内容和结果可以为规范公式的使用提供理论依据,也为实际工程钢板加固设计和施工提供参考.     

不同构造复式钢管混凝土足尺柱抗震性能试验

为研究复式钢管混凝土柱的抗震性能,完成了3种截面形式、2种剪跨比共6个试件的低周反复荷载试验,各试件施加相同轴力.截面钢构形式分别为圆钢管、外圆内圆复式钢管和带分腔焊接钢板的复式钢管.分析了各试件的破坏形态、滞回特性、承载力、刚度退化、延性和耗能.试验结果表明:除剪跨比2.2且未设置腔体构造的钢管混凝土柱外,其余试件滞回曲线饱满,抗震性能稳定;增加截面含钢率或提高剪跨比,可使试件在达到相同位移角时的滞回曲线更加饱满;设置内圆钢管和分腔焊接钢板可提高构件承载力,对较小剪跨比试件的延性改善显著;降低剪跨比可显著提高构件初始刚度,但刚度退化速度较快,累积损伤效应更加显著;各试件在达到极限位移角时,设置腔体构造的剪跨比较小试件的累积耗能更高;与试验结果进行对比,本文采用的钢管混凝土柱实用承载力计算方法结果偏于保守.     

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.     

考虑粘结应力传递的抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算方法

基于微元法思想,考虑锈蚀钢筋与混凝土之间粘结应力的传递,以及粘结应力传递前后截面应变的相容性,建立了钢板和FRP抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算模型.为了验证计算模型的正确性,对比分析了多组试验结果.结果 表明:在不同荷载等级下,与不考虑粘结应力的传递模型相比,考虑粘结应力的传递模型对钢板抗弯加固锈蚀RC梁的挠度计算结果更接...     

不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响

为了研究不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响,探索不同钢板加固方式的加固效果,通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点,分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：组合加固效果最明显,其极限承载力比锈蚀梁提高了107.7%;对于抗弯加固锈蚀梁,钢板厚度分别为3、4、5 mm时,厚度每增加1 mm,其极限承载力增加7~18 kN;组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强,其次是抗弯加固锈蚀梁,且钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用;组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性,其延性相比锈蚀梁提高了320.4%,其次是抗剪加固锈蚀梁;抗弯加固锈蚀梁的延性比其他两种加固梁小,且随着钢板厚度增加,其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时,需综合考虑抗变形能力和延性。     

外粘钢板加强钢筋混凝土梁的性能分析——完全卸载梁的加强

依据平截面假设,对外粘钢板加强钢筋混凝土梁正截面强度进行分析,其中包括梁在卸载后粘钢板,再重复加载至破坏的整个变形过程分析;外粘钢板面积对梁弯曲承载力的影响;原始配筋对梁承载力提高幅度的影响;混凝土强度等级以及钢筋级别的影响。通过四根梁的实验,验证了理论分析结果。     

CFRP板加固受弯钢梁性能试验研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固钢梁时,采取防止CFRP板由于端部应力集中而发生剥离破坏的措施十分必要,通过采用不同长度、宽度、厚度的CFRP板对H钢梁进行受弯加固试验,并在CFRP板端部设置了碳纤维布U形锚固措施,试验结果表明:采用CFRP板加固钢梁能明显提高钢梁的抗弯承载能力和刚度,提高的幅值与加固面积、CFRP板厚度及端部锚固有关,加固面积越大、CFRP板越厚其加固效果越好;在加固延伸长度范围内设置的碳纤维布U形锚固,能在一定程度上防止剥离破坏的作用并可增加加固效果.     

某大型泵站电机大梁补强加固处理与承载力分析

以某大型泵站电机大梁补强加固为例,介绍了采用在梁底及梁柱节点粘贴钢板的加固方法,以控制梁裂缝的开展并提高其承载能力,分析了梁加固后的受力状况,给出了加固后的承载力计算公式.计算结果表明,该方法能有效地提高梁的抗弯强度、梁端的抗剪强度及其承载能力,为有效解决同类工程实际问题提供了一种新的方法.     

澄碧河桥粘钢板加固及荷载试验

介绍了带悬臂端的简支双T结构桥梁在缺乏设计及施工资料的情况下,对桥梁现状进行充分的调查检测,采用粘贴钢板法对其上部结构进行全面加固维修.通过全桥静载试验,测得该桥各控制截面的应力和挠度值,表明该桥上构经过全面维修加固后主梁的强度和刚度能满足加固设计荷载要求,各工况下相应部位砼和所粘贴钢板的实测应变数据分析表明,钢板和砼充分粘结,共同受力,粘钢效果良好.