我国碳纤维加固补强结构的研究现状及展望

碳纤维增强材料在结构工程领域中的应用,是目前国内研究开发的热点,本文介绍了碳纤维加固结构的必要性,国内的研究现状与应用情况,并对该技术的发展前景进行了分析。     

13m空心板梁用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固后的可靠度分析

通过考虑影响碳纤维增强复合材料(CFRP)加固板梁截面抗力的多种因素,以上海市庙泾港桥13m跨径的空心板梁为例,用蒙特卡罗模拟得出了CFRP加固截面抗力统计参数模拟结果,结果表明CFRP加固截面抗力服从正态分布。据此,计算得出13m板梁粘贴不同层数CFRP及不同钢筋面积损失情况下的可靠度指标,同时得出采用CFRP加固后,可提高结构的可靠度。     

海洋环境下碳纤维增强复合材料片材的耐久性

模拟研究了海洋环境(盐水浸渍、盐溶液干湿循环、冻融循环单独或耦合作用)下碳纤维增强复合材料(CFRP)片材的耐久性.结果表明:在海洋环境中快速老化后,CFRP片材的应力-应变关系仍呈典型的线性关系;CFRP片材抗拉强度下降幅度最大,延伸率次之,弹性模量最小;多因素耦合作用对CFRP片材抗拉强度和弹性模量的影响远远大于单一因素作用.     

碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁试验研究

本文简要介绍了5根采用碳纤维增强复合材料进行加固的钢筋混凝土梁静力荷载试验的情况，对试验结果进行了分析，并应用静力平衡试算法编制程序对梁进行了理论分析。结果表明计算值与理论值符合较好，为碳纤维在加固领域中的进一步推广应用提供了基础研究成果。     

碳纤维布加固破损木梁的试验研究

提出一种模拟木梁受损的方法,并在8根梁的试验基础上,对用碳纤维布(CFRP)加固后破损木梁的破坏特征以及对梁的极限承载力、刚度、延性等的影响进行了研究与分析。研究结论对碳纤维工程加固的应用具有一定的参考价值。     

外粘贴CFRP加固混凝土结构在海洋环境下的耐久性试验研究

外粘贴CFRP加固混凝土结构的耐久性取决于CFRP材料、CFRP-混凝土粘结界面的耐久性以及外界环境。本文主要针对海洋环境下CFRP材料、混凝土、CFRP-混凝土粘结界面以及加固后混凝土结构的耐久性进行了试验研究。代表性结构为条带包裹CFRP和全裹CFRP的两种混凝土柱。研究表明,海洋环境对材料、粘结界面和加固后柱的性能均有影响,使其相应的力学性能指标值降低。环境作用后,加固柱的承载力降低幅度较大,但并非材料、粘结界面等劣化程度的叠加。而且柱的延性和刚度降低幅度很小,破坏形式主要是CFRP被崩断。两种包裹方式均可大幅度提高混凝土柱的承载力和延性,但提高幅度与CFRP用量不成比例。条带包裹CFRP的柱比全裹CFRP的柱受环境影响的劣化程度大。     

碳纤维布加固钢筋混凝土电杆承载力试验研究

为了揭示采用碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土电杆后的破坏机理和承载性能,完成4根混凝土电杆的试验研究,其中3根为碳纤维布加固的电杆和1根作对比的未加固电杆。通过试验观察各试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线和极限承载力等重要参数。研究结果表明:碳纤维布加固后,混凝土电杆的破坏过程没有明显预兆,破坏过程迅速,破坏形态表现为碳纤维被拉断;碳纤维布加固后,钢筋混凝土电杆的极限承载力有显著提高,提高的程度与碳纤维布粘贴层数有关,随着碳纤维布粘贴层数的增加,极限承载能力也跟着提高,但提高的程度与碳纤维布粘贴层数不呈比例。     

CFRP加固钢结构研究现状

钢结构的稳定问题一直是工程应用中的技术难题,而传统的钢结构加固方法或多或少都可能会产生新的损伤和残余应力,而钢结构外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,简称CFRP)加固法则具有传统方法不具有的优势。本文主要对国内外CFRP加固钢结构的研究现状与进展进行了全面的回顾与展望,涉及了理论分析和试验研究等方面。     

国外碳纤维增强复合材料加固补强结构的发展趋势

碳纤维增强复合材料在土木工程领域中的应用，主要集中于碳纤维增强混凝土和碳纤维加固补强结构两方面,本文针对碳纤维加固结构的特点，介绍了国外碳纤维增强材料加固补强结构的研究状况及其在实际工程中的应用，并对碳纤维加固补强结构的发展提出了几点看法。     

硫酸盐环境下碳纤维增强复材片材拉伸性能试验研究

为了研究硫酸盐腐蚀对碳纤维增强复合材料(CFRP)片材力学性能的影响,对11组77个CFRP试件进行单向受拉试验。试验着重考虑硫酸盐浓度和腐蚀时间对CFRP片材受拉破坏特征及抗拉强度、弹性模量、伸长率等力学性能的影响。结果表明:1)硫酸盐干湿循环作用对CFRP片材的破坏过程及破坏特征几乎没有影响; 2)腐蚀前后CFRP片材的应力-应变关系均为线弹性; 3) CFRP片材抗拉强度和伸长率随着腐蚀时间的增加逐渐下降,并且硫酸盐浓度越高下降越显著; 4)硫酸盐干湿循环作用对CFRP片材的弹性模量影响很小。通过对试验数据的分析,提出了考虑腐蚀时间的抗拉强度计算方法,通过计算值与试验值的对比分析可知,该计算方法能很好地反映硫酸盐干湿循环作用下CFRP片材抗拉强度的退化规律。     

型钢混凝土节点抗剪承载力的可靠度分析

根据《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138—2001)给出的型钢混凝土节点抗剪承载力设计公式,用Monte-Carlo法对型钢混凝土节点抗剪承载力的可靠指标口进行计算。Matlab的数值计算功能解决了Monte- Carlo法直接抽样的困难,并通过一算例定量分析了荷载效应比、混凝土强度等级和节点核心区配箍率等变化对节点抗剪承载力的可靠指标β的影响。     

碳纤维在混凝土框架梁抗剪加固中的应用

用碳纤维片材加固钢筋混凝土框架梁时,由于框架梁与一般的简支梁抗剪机理不同,因此采用U形箍粘贴抗剪加固形式时,应该按侧面加固形式来计算梁的抗剪承载力,以确保加固的安全性.     

网架杆余料焊接后承载力试验研究

利用网架杆下料后剩余的38根Ф89短钢管,采用两种对焊连接（同直径、同壁厚的钢管）方式：一种是两钢管对焊连接;另一种是在两短管连接处内嵌套一根长度为100mm、壁厚与外管相同的短钢管,然后焊接连接。试验结果表明：两种焊接连接方式承受拉力有明显差异,后一种焊接连接方式改变了热影响区的存在形式,减少了马氏体组织的形成,其承载力完全满足设计要求。而第一种焊接连接拉力值偏低,且不能在工程上应用。其次,将网架杆下料后剩余的短钢管应用于工程中,可降低工程造价。     

空间异型节点极限承载力有限元分析

运用有限元分析软件 ANSYS,考虑材料非线性和几何非线性,对某工程一空间异型相贯节点进行了非线性分析,考察了该节点的应力分布、变形特征和塑性区扩展情况,得出了该节点的极限承载力,并将分析结果与足尺试验结果进行了比较,结果表明所建立的有限元模型较为准确地描述了节点的实际受力性能。最后对该节点的优化设计提出了一些有参考价值的建议。     

冷成型钢截面高宽比不同下承载力对比研究

由一定长度的钢带加工成各种截面形式的冷成型钢构件,在截面高宽比不同的条件下,对其受压及受弯的承载力进行对比,以达到优化冷成型钢截面的目的。     

组合结构在工程加固领域中的应用

组合结构不仅在新建建筑物中得到应用,而且在工程结构加固领域胁得到广泛应用,结合结构加固工程实例,主要介绍粘贴钢板、粘贴碳纤维布、外粘型钢在梁柱加固中的应用,其中包括正弯矩截面、负弯矩截面、斜截面的加固方法、梁柱节点连接。     

高层钢管混凝土结构梁柱节点抗剪承载力计算方法探讨

在理论分析和试验结果基础上,推导并提出了钢管混凝土结构梁柱节点的抗剪承载力计算公式。公式不仅考虑了节点的实际受力状态,而且考虑了钢管和混凝土的组合作用。最后,给出了公式的适用范围,可供设计人员参考。     

长期荷载作用下方钢管混凝土压弯构件承载力简化计算

利用数值方法计算长期荷载作用对方钢管混凝土压弯构件的荷载 -变形全过程关系的影响 ,系统分析轴压比、长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度及荷载偏心率等因素对承载力的影响规律 ,提出考虑长期荷载作用影响时 ,方钢管混凝土压弯构件承载力折减系数的简化计算公式 ,可为工程实践提供参考。     

方钢管混凝土轴压短柱承载力分析

采用统一强度理论,对方钢管混凝土轴压短柱进行研究,提出一种方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的简化计算方法,与国内外大量试验数据进行比较,结果符合良好,验证了理论公式的正确性。该结果为方钢管混凝土轴压短柱的承载力计算提供了一定的理论依据,可供有关工程参考。     

型钢高强混凝土短肢剪力墙节点抗裂承载力研究

为了研究型钢高强混凝土短肢剪力墙节点的抗裂能力,以配钢形式、轴压比和梁结构类型为变化参数设计了4个型钢高强混凝土短肢剪力墙节点试件和1个高强混凝土短肢剪力墙节点试件进行低周反复荷载试验,观察试件的受力破坏全过程,并获取其开裂荷载。结果表明:节点破坏先后经历初裂、通裂、极限和破坏4个阶段,开裂荷载约为极限荷载的30%～40%,配钢形式对节点抗裂承载力的影响较明显,增大轴压比对节点抗裂承载力有所提高。在试验基础上提出节点抗裂承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。