粘钢加固混凝土梁疲劳性能的试验研究

通过对十根不同补强钢板厚度、不同混凝土强度等级的钢筋混凝土补强梁进行静力加载和等幅疲劳试验 ,研究分析了在疲劳荷载作用下钢筋混凝土粘钢加固梁的受力、疲劳性能和破坏形态 ,并针对实际工程中可能遇到的问题 ,对疲劳荷载作用下粘钢板加固梁粘贴钢板的锚固措施提出了建议     

厚钢板加固混凝土梁抗弯性能试验研究

本文通过5根加固梁试验,对采用10mm厚钢板、多层粘贴薄钢板及单层粘贴薄钢板粘钢加固混凝土梁的抗弯性能从多方面进行了对比试验研究,试验结果表明,在增强锚固保证钢板与混凝土梁协同工作条件下,可采用厚钢板粘贴实现大加固量加固。     

低强度等级混凝土梁的粘钢加固试验研究

本文通过对６根粘钢加固低强度等级混凝土梁的试验研究及分析表明，只要采用适当的加固方案，粘贴钢板可以与梁共同作用并可显著提高梁的承载能力。     

后成型端部缺口梁抗剪加固试验研究

采用粘型钢法对钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固时,由于底部型钢不能伸到支座中去,端部形成缺口,称为后成型缺口梁,缺口使梁端部的应力状态更加复杂.通过对21个梁试件的试验,研究了缺口梁粘钢板抗剪加固的变形过程、受力性能和破坏特征.结果表明,粘贴横向和45°斜向钢板2种方式加固效果均良好,明显推迟了梁上裂缝的出现,极限承载力最大分别提高了102％和93％.由于受缺口处应力集中的影响,破坏主要模式为混凝土拉坏或剪坏并导致钢板粘接失效,破坏具有一定的过渡过程.改变粘贴钢板的宽度,研究不同粘钢量时的加固效果,并在此基础上,运用桁架比拟理论建立缺口梁端部的力学模型,并根据试验数据回归出相应的抗剪加固承载力计算公式.     

钢筋混凝土梁粘钢补强试验研究

本文通过对钢筋混凝土梁粘钢补强性能的研究表明,粘贴的钢板能完全参与梁的共同工作,显著地提高了构件的承载力和刚度。并对钢板与混凝土间的粘结应力进行了分析,介绍了钢板与混凝土的粘结抗剪强度试验,提出了有关计算公式和取值,可供粘钢补强设计参考。     

粘钢加固钢筋混凝土梁斜截面承载能力的试验研究

通过10根外部粘钢加固钢筋混凝土梁的斜截面抗剪试验,研究了外贴U型钢板、梁侧竖直钢板、梁侧斜钢板和梁侧钢丝网对梁的加固效果.试验结果表明:梁侧钢板角度对粘钢加固效果有明显的影响,采用45°斜向粘钢效果最好;由于锚固长度较短,易产生锚固破坏,应用时必须采取可靠的附加锚固措施;外部粘贴钢丝网无论是对提高抗裂能力还是承载能力都有明显的效果.通过理论分析,提出了粘钢加固梁斜截面的抗剪计算公式,与试验值吻合较好.     

粘钢板加固高温受损钢筋混凝土梁承载力计算

粘贴钢板加固法是混凝土结构常用的加固方法之一,本文以构件经过高温后材料性能退化规律和ANSYS有限元模拟的构件截面温度场为基础,结合界面粘结剪切性能退化规律,根据粘钢板加固常温下钢筋混凝土梁的承载力分析方法,提出了粘钢板加固高温损伤后钢筋混凝土梁承载力的计算方法,并通过试验验证了该计算方法的正确性。结果表明:采用必要的锚固措施后,粘贴钢板加固法对于450℃以下的高温梁的加固具有良好的适用性和可靠性,当温度达到550℃时,粘钢板法仍具有一定的适用性。     

胶层厚度对梁底粘钢加固的剥离影响仿真研究

为研究粘钢法加固胶层厚度对钢板剥离的影响,本文针对梁底粘钢板加固混凝土梁正截面,建立了同一钢筋混凝土梁用不同胶层厚度粘贴相同钢板的有限元模型,进行了仿真分析。通过对胶层和混凝土粘贴界面的应力场分析,发现胶层厚度对胶层端部的应力集中有影响,对界面胶层中间区域应力无影响,说明胶层厚度对钢板的端部剥离有一定的影响。     

粘钢加固梁计算的若干问题

根据混凝土的非线性本构关系提出了粘钢加固梁的开裂弯矩、极限弯矩、刚度的计算方法，理论值与试验结果较好的吻合，表明该方法的正确性。文中还提出了应对钢板端部剥离应力、粘钢锚固长度、强剪弱弯等进行验算的建议，以保证粘钢加固梁发生抗弯破坏。     

粘钢加固混凝土梁抗弯性能试验研究

本文针对大加固量加固钢筋混凝土梁,进行了9根粘钢加固混凝土梁抗弯性能的试验研究。对采用厚钢板和高强钢板粘钢加固钢筋混凝土梁,以及不同加固方式下加固梁的受力性能及刚度、抗裂性能等进行了对比分析,相关研究成果可以为工程加固提供参考。     

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     

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。     

Shear strengthening of RC beams with web-bonded continuous steel plates

This paper presents the results of an experimental program and a parametric study conducted on RC beams strengthened in shear with web-bonded continuous steel plates. An experimental investigation was conducted to assess the effectiveness of web-bonded continuous steel plates for shear strengthening of RC beams having internal stirrups. A two-dimensional nonlinear finite element model was developed to simulate the overall behavior of beams with epoxy bonded steel plates. In order to develop a design methodology for beams with web-bonded steel plates, a parametric study was conducted. Main parameters considered were concrete strength, plate thickness, plate depth-to-beam depth ratio, yield strength of steel plates, beam size and the internal shear reinforcement ratio. A formula to compute the shear strength of such beams was proposed by adding up the concrete contribution, shear reinforcement contribution and the contribution of steel plates. The validity of proposed formula was checked against the results from parametric study and the experiments. It was found that the proposed formula predicts the ultimate shear strength of RC beams with web-bonded continuous steel plates very well.     

粘贴玻璃钢板加固混凝土梁疲劳试验研究

用粘贴纤维复合材料板加固既有混凝土梁技术是世界各国都非常关注的课题,通过6根粘贴玻璃钢板混凝土梁的动静载试验研究指出,粘贴玻璃钢板加固混凝土梁,能使混凝土梁的开裂弯矩平均提高30%～40%,极限承载能力提高30%以上,而混凝土梁的刚度只提高13%～15%,所以,补强混凝土梁的疲劳承载能力不会和静载承载能力一样得到同步提高.玻璃钢板能较好地与混凝土协同工作,玻璃钢板的应变与钢筋应变满足准平面假定.     

新型CFRP抗弯加固方法的试验研究

为了解决外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固法中加固构件因发生CFRP布剥离而使加固失效的问题,提出了一种新的端部锚固方法,即将CFRP布两端缠绕在铁片上,然后用螺栓把铁片固定于混凝土梁的支座处;对采用该方法加固的钢筋混凝土梁进行了三点弯曲试验。结果表明:这种端部锚固方法可以延缓CFRP布的剥离,即使CFRP布在跨中剥离仍可与梁共同受力,直至CFRP布拉断,从而有效地提高CFRP的利用率;此外,加固梁表现出良好的延性破坏特征。     

预应力粘钢加固钢筋混凝土梁的试验研究

通过对预应力粘钢加固钢筋混凝土梁的荷载试验,表明预应力粘钢加固梁的承载能力较普通粘钢加固梁略有提高,但对梁在正常使用阶段内的受力状态(挠度、裂缝宽度等)有明显的改善,同时能充分利用加固钢板的抗拉强度。     

Numerical simulation of steel-plate strengthened concrete beam by a non-linear finite element method model

Strengthening with epoxy bonded steel plate is one of the most widely used techniques for flexural upgrading of reinforced concrete (RC) beams. However, debonding failure at the plate cut-off zone and or in the vicinity of flexure and shear cracks leads to catastrophic failure of the upgraded beams. This particular failure depends on several factors such as the distance of plate curtailment from the support, plate thickness and the provision of end anchors. Since the conventional beam theory cannot predict the debonding failure of such beams, a finite element model capable of predicting the overall behavior of strengthened beams including different failure modes accurately is developed. This paper presents the formulation of finite elements and material models and simulation results of some RC beams tested for flexural strengthening with epoxy bonded steel plates.     

薄壁U形钢板加固受火后钢筋混凝土梁受力性能研究

采用外套薄壁U形钢板、内灌无收缩灌浆料加固受火后钢筋混凝土梁,该加固技术能有效避免灌浆材料脱落,具有长效的加固功能。为验证该加固方法的有效性,进行了14根混凝土梁的静载试验,研究了U形钢板厚度和受火时间对加固RC梁受弯性能的影响,以及U形钢板厚度和剪跨比对加固RC梁受剪性能的影响。借鉴常温下组合梁承载力的计算方法,给出了薄壁U形钢板加固受火后RC梁受弯和受剪承载力的计算公式。结果表明：受火1.0、1.5h后混凝土梁的受弯承载力分别降低了9.4%、10.4%,剪跨比为1.74、2.58的混凝土梁受火1.5h后受剪承载力分别降低了19.5%、10.6%。薄壁U形钢板加固受火后RC梁的受弯、受剪承载力相比未受火RC梁分别提高了127.4%~151.7%、21.3%~56.7%。在薄壁U形钢板内侧和上翼缘焊接角钢形成的内隔环能保证薄壁U形钢板和混凝土共同工作,加固后试件可作为完全剪切连接的组合梁。加固试件发生受弯破坏时内隔环承受的纵向剪力较大,而发生受剪破坏时内隔环承受的纵向剪力较小。     

锚杆锚固钢板法加固钢筋混凝土梁的试验研究

试验研究了锚杆锚固钢板法加固钢筋混凝土梁的抗弯力学性能,以及不同的锚杆布置方式对梁破坏形式的影响,并与外粘钢板加固钢筋混凝土梁进行了比较。试验结果表明:适量的锚杆可以保证外加钢板与混凝土梁的联合工作直至破坏,从而明显提高梁的抗弯承载力和抗弯刚度,达到与外粘钢板加固混凝土梁相当的加固效果。     

不同纤维增强复合材料加固钢梁疲劳性能试验研究

对外贴高弹模碳纤维增强复合材料(高弹模CFRP)板、高强度CFRP板、钢丝-玄武岩纤维复合板(SBFCP)和焊接钢板等加固人工受损钢梁疲劳性能进行试验研究,分析不同材料加固对钢梁疲劳性能的影响,讨论钢梁疲劳加固效果的影响因素。试验结果表明:等拉伸刚度加固条件下,纤维增强复合材料加固钢梁的疲劳寿命总体上是未加固钢梁的3.33～5.26倍,而焊接钢板加固钢梁的疲劳寿命是未加固钢梁的1.74倍;与传统焊接钢板加固相比,纤维增强复合材料可以推迟钢梁裂纹的萌生,降低裂纹的扩展速率和钢梁的残余挠度,增加构件的疲劳寿命,改善构件的破坏模式,其中高弹模CFRP板加固效果最理想,而SBFCP加固性价比最高;加固材料和界面对疲劳性能有明显的影响。