二次受力下CFRP板加固钢梁抗弯承载力试验研究

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固受弯钢梁进行受力分析,推导了二次受力下CFRP板加固钢梁抗弯承载力计算公式。为验证该计算公式的正确性,进行了4根CFRP板加固H型钢梁的静力试验,并设置一根未加固钢梁作为对比梁,然后用有限元分析软件ANSYS进行模拟分析,并将理论计算结果、试验结果及有限元分析结果进行对比。结果表明,CFRP板加固钢梁的抗弯承载力随初始应力的增大而减小,所推导的抗弯承载力公式的理论计算结果与试验结果及有限元分析结果较为吻合,表明该计算公式具有较高精度。     

考虑二次受力CFRP板加固受弯钢梁刚度研究

通过对4根CFRP板加固钢梁及1根未加固钢梁进行静力试验,研究了不同程度初始应力对加固钢梁的刚度及破坏形态的影响,并推导了二次受力下CFRP板加固钢梁挠度计算公式。然后用有限元分析软件对试验进行了模拟,并将理论计算结果、试验结果和有限元结果进行对比分析。分析结果表明,三者吻合较好,该挠度公式具有较高的精度。本文的研究成果可以为正在编制的国家规范《钢结构加固设计规范》提供理论依据。     

二次受力下CFRP板加固受弯钢梁力学性能研究

在考虑二次受力影响的CFRP板加固钢梁抗弯试验的基础上,利用ANSYS软件建立"三维实体-弹簧-壳元"有限元计算模型,对CFRP板加固钢梁进行模拟,通过对钢梁跨中挠度的模拟值与试验值之间的对比,验证了有限元模型的正确性,得到了二次受力对CFRP板加固钢梁的影响,进而可以对影响钢梁抗弯性能的荷载参数、几何参数、材料参数进行分析,确定影响加固钢梁受力性能的主要因素和规律。本文的研究成果为正在编制的国家标准"钢结构加固设计规范"提供理论依据,同时为此类工程提供理论参考和依据。     

CFRP加固混凝土板柱结构的数值模拟分析

通过有限元数值模拟分析方法对CFRP加固后的板柱结构进行了一次、二次受力的力学性能分析,数值模拟分析结果表明:加固后的构件的承载力和刚度都得到了相应的提高,板跨中挠度减小,同时,二次受力情况下的碳纤维应力明显滞后。     

梁底粘贴CFRP加固的新疆杨木梁抗弯试验研究与有限元分析

通过6根矩形截面新疆杨木梁的抗弯试验和有限元软件ANSYS模拟分析,通过碳纤维布(CFRP)加固新疆杨木梁的抗弯性能的试验研究,分析未加固梁与加固梁的极限承载力、跨中挠度等性能指标。通过有限元软件ANSYS对加固木梁抗弯试验全过程进行数值模拟,得出加固木梁在静力荷载作用下的荷载-挠度曲线、应力-应变云图等。结果表明:在新疆杨木梁的受拉区粘贴CFRP可以明显的改善木梁的抗弯性能,有限元软件ANSYS模拟结果与CFRP加固新疆杨木梁抗弯试验结果基本吻合,验证了选取单元和建模的正确性。     

碳纤维布加固受弯钢梁力学性能分析

首先对不同加载方式和不同加固模式下的碳纤维增强复合材料加固H型受弯钢梁进行了2组对比试验,并对试验结果进行了综合分析.在此基础上,应用扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)建立了CFRP加固H型钢梁的有限元模型,应用该数值模型分别分析了CFRP布加固无损伤和有损伤H型钢梁的极限承载力、胶层界面应力和开裂损伤等力学特性.分析结果表明,扩展有限元法对CFRP加固受弯钢梁力学性能的研究具有较好的适用性.     

粘贴CFRP布和增设钢梁加固受火后带整浇层预应力混凝土空心板楼面承载性能研究

为研究带约束预应力混凝土空心板整浇楼面受火后加固修复方法,共进行了3块带约束预应力混凝土空心板整浇楼面的对比试验研究,其中1块为未受火对比试件,1块为受火60min后未加固试件,1块为受火60min后粘贴CFRP布和增设钢梁加固试件。结果表明:受火60min后试件极限承载力较未受火对比试件降低13.9%。受火60min后加固试件的极限承载力和初始抗弯刚度显著提高;与受火后未加固试件相比,极限承载力提高40.3%、初始抗弯刚度提高26.1%,但破坏挠度降低52.1%、延性降低59.1%;与未受火对比试件相比,极限承载力提高20.8%,破坏挠度降低60.6%;CFRP布和钢梁的加固作用在后期贡献较大。运用ABAQUS软件对试件的受力性能进行了有限元模拟,模拟结果和试验结果吻合较好,可用于受火后该类结构的鉴定评估和加固修复设计。     

端部锚固CFRP板加固RC梁IC剥离过程非线性分析

端部锚固预应力碳纤维增复合板(Carbon Fiber Reinforcement Polymer Laminate,简称CFRP板)加固钢筋混凝土结构目前最为常见的抗弯加固方式,为探讨端部锚固CFRP加固RC梁IC剥离过程的起始和演化,文章基于部分黏结作用复合梁理论,利用内聚力开裂模型模拟界面层的剥离过程,通过引入含残余强度的四线性黏结滑移本构模型模拟CFRP板与钢筋混凝土梁之间相对滑移带来的界面的变形协调和应力变形行为的非线性特征和软化特性,得到单一裂缝模式下中间裂缝剥离过程中相应的界面黏结剪应力,相对滑移量、CFRP板轴力分布以及加固构件整体荷载-跨中位移,荷载-跨中CFRP板应变的响应曲线,并与文献提供的试验数据进行对比。结果表明,理论计算结果与试验结果基本一致,可以反映端部锚固CFRP板加固混凝土梁的实际受力状态,为端部锚固CFRP板加固混凝土梁的受力分析和设计提供了理论参考。     

端部锚固CFRP板加固RC梁IC剥离过程非线性分析1

端部锚固预应力碳纤维增复合板(Carbon Fiber Reinforcement Polymer Laminate,简称CFRP板)加固钢筋混凝土结构目前最为常见的抗弯加固方式,为探讨端部锚固CFRP加固RC梁IC剥离过程的起始和演化,文章基于部分黏结作用复合梁理论,利用内聚力开裂模型模拟界面层的剥离过程,通过引入含残余强度的四线性黏结滑移本构模型模拟CFRP板与钢筋混凝土梁之间相对滑移带来的界面的变形协调和应力变形行为的非线性特征和软化特性,得到单一裂缝模式下中间裂缝剥离过程中相应的界面黏结剪应力,相对滑移量、CFRP板轴力分布以及加固构件整体荷载 跨中位移,荷载 跨中CFRP板应变的响应曲线,并与文献提供的试验数据进行对比。结果表明,理论计算结果与试验结果基本一致,可以反映端部锚固CFRP板加固混凝土梁的实际受力状态,为端部锚固CFRP板加固混凝土梁的受力分析和设计提供了理论参考。     

二次受力下CFRP加固混凝土梁的试验研究及有限元分析

结合试验梁,应用ANSYS有限元软件建立碳纤维加固钢筋混凝土梁的模型。采用单元的生死技术模拟CFRP布不同的工作状态,对二次受力下试件的屈服、开裂、破坏全过程进行非线性有限元分析。结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能。     

CFRP棱柱体复合筋加固钢梁性能研究

通过5根粘贴不同张拉控制应力的CFRP棱柱体复合筋加固钢梁受弯试验,对比分析试验梁的强度、刚度在静力荷载作用下的变化特性。试验结果表明采用CFRP棱柱体复合筋加固钢梁能明显提高钢梁的抗弯承载能力和刚度,CFRP棱柱体复合筋预应力水平越高其加固效果越好。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

通过锈蚀混凝土梁采用碳纤维增强材料(简称CFRP)加固前后的抗弯承载力试验,分析了二次受力、锈蚀两因素对钢筋混凝土梁承载力、刚度等方面的影响。研究结果表明,CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁,其承载力、刚度都有不同程度的提高,二次受力引起的CFRP布滞后应变将影响其高强抗拉强度的发挥,锈蚀钢筋混凝土梁材料力学性能的改变降低了CFRP布加固梁的抗弯承载能力。基于锈蚀钢筋混凝土梁材料力学特性,建立了CFRP布加固锈蚀混凝土梁受弯全过程的数值模拟技术,计算结果与试验结果符合较好,为今后锈蚀钢筋混凝土梁加固设计计算提供参考。     

CFRP加固二次受力混凝土梁的试验研究与有限元分析

采用有限元方法对CFRP加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了分析,并与试验结果进行了比较.结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能.试验研究与有限元理论分析比较,结果比较吻合,表明本文提出的数值模拟研究的理论及方法是可行的,可以用于工程设计计算和作为模型试验的参考.     

CFRP板加固砖墙的抗剪承载力

根据经试验验证的有限元模型，选取272种有代表性的墙体，采用ANSYS软件对水平荷载作用下CFRP加固砖墙的受力性能进行了数值模拟分析。结果表明：用CFRP板加固后砖墙的抗剪承载力提高，墙体加固率的适宜范围为0．0006-0．0012；极限状态下CFRP板应变发挥系数取决于砖墙承受的竖向压力及砖墙的加固率；CFRP板的作用相当于拉压杆。以数值模拟分析结果为基础，对已有试验回归结果进行了修正扩充，给出了CFRP板加固砖墙抗剪承载力的计算公式。     

深圳大运交通枢纽变截面倒梯形梁抗弯性能研究

为研究变截面倒梯形梁的抗弯力学性能，设计缩尺试件并开展四点静力加载试验，通过与数值模拟结果的对比分析，揭示了变截面倒梯形梁在横向荷载作用下的应力分布规律。结果表明：变截面倒梯形钢梁缩尺试件抗弯承载能力达到770 kN,面内抗弯承载性能优异，试件没有出现失稳问题；数值模拟结果与试验结果的变形特征相同，应力分布一致，两者计算所得抗弯承载力误差为3.9%,初始刚度误差为12.4%;与实际工程最不利荷载工况相比，变截面倒梯形钢梁承载力安全系数为12.4,设计荷载下试件挠度为4.14 mm,且处于弹性受力状态，满足挠度和工程安全性要求。     

基于梁式试验法的CFRP布与钢材界面-动态粘结性能研究

针对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固结构构件常发生界面过早剥离破坏的问题,进行了4个粘贴CFRP布试件的冲击试验和2个静力对比试验,主要研究CFRP与钢材界面动态粘结性能。从界面的破坏形态、CFRP应变分布以及荷载 滑移曲线等方面,对冲击荷载和静力荷载下CFRP与钢材界面动态粘结性能进行了对比分析。在试验的基础上,提出了基于梁式试验法的局部粘结应力 滑移本构关系计算方法。结果表明:冲击荷载下CFRP应变分布曲线与静力荷载下相比更加陡峭;界面极限动态承载力有所提高。     

CFRP混凝土组合梁承载力的试验研究

为了对CFRP-混凝土之间的界面力学行为及界面剥离破坏机理问题进行进一步认识,在大量试验结果的基础上,进行有限元模拟,分析了影响界面力学性能的有关参数和影响界面剥离性能的主要因素,对剥离破坏模式和机理进行了详细的分析.对裂缝的开展过程进行了仔细观察,并分析其开展机理,分析了CFRP加固混凝土的界面的黏结应力.从理论上得出CFRP对混凝土梁的加固效果十分显著,大大提高试验梁的承载力.     

基于ANSYS的加固板碳纤维布宽度效应的研究

为了更合理的使用碳纤维,利用有限元分析软件ANSYS对加固板的碳纤维布宽度效应进行数值模拟,首先验证了模型的有效性,并对6块粘贴方式不同的碳纤维加固板进行模拟,对其裂缝开展及形态、承载力、挠度及界面剥离应力进行分析.结果表明:宽度效应对承载力和界面剥离应力有较大影响,对裂缝和挠度的影响不大.研究碳纤维布的宽度效应有较好的现实意义.     

CFRP加固在用混凝土梁抗弯承载力研究

由于在用的混凝土梁在加固前没有卸载或没有完全卸载,CFRP加固后梁存在二次受力的影响。研究发现,二次受力影响了加固在用混凝土梁的裂缝分布与发展,以及梁的抗弯刚度;同时二次受力对加固梁的抗弯承载力影响显著,初始弯矩越大,加固后梁的承载力越小。     

CFRP-OFBG板加固损伤钢梁抗弯疲劳试验及其寿命预测研究

为研究采用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固后钢梁的疲劳性能,采用自主研发的具有自监测性能的智能碳纤维-光纤光栅板(CFRP-OFBG板)加固受损钢梁,在完成常幅荷载四点弯曲疲劳试验的基础上,研究不同应力幅作用下CFRP-OFBG板加固钢梁的疲劳性能。借助有限元方法,建立“三维实体”有限元模型,结合J积分计算方法求解得到加固钢梁裂纹尖端的应力强度因子,基于线弹性断裂力学理论建立疲劳裂纹扩展模型,对CFRP-OFBG板加固钢梁的疲劳裂纹扩展寿命进行预测。研究表明：CFRP-OFBG板的加固作用可有效提高受损钢梁的疲劳寿命,延缓裂纹扩展速率,改善裂纹尖端的受力状态,降低裂纹尖端的应力强度因子;在循环荷载作用下,CFRP-OFBG板加固试件的疲劳寿命均随着应力幅的增大呈现递减趋势。将试验结果与预测结果相比较,发现加固试件疲劳寿命预测值比试验值略高,分析认为,这主要是因为在有限元模拟时没有考虑到试验中CFRP-OFBG板的局部剥离。