钢筋混凝土结构增强纤维加固技术

纤维增强塑料(FRP)加强修补混凝土结构以其高强高效、防腐耐久、施工便捷、适用面广等多方面的优势,在工程中得到了广泛应用.用FRP进行加固后,构件的受力特点和破坏模式与普通钢筋混凝土构件的破坏形态有所不同,本文主要分析不同形式的钢筋混凝土受力构件采用FRP加固前后受力特点和破坏模式的区别,结论可供工程应用参考.     

FRP加固混凝土梁弯曲破坏的极限承载力设计

用FRP进行加固后,构件的受力特点和破坏模式与普通钢筋混凝土构件的破坏形态有所不同.本文主要分析FRP加固的混凝土梁的受力特点和破坏模式,然后探讨了FRP筋混凝土梁正截面极限抗弯承载力的计算方法,建立与之相应的计算公式,结论可供工程应用参考.     

FRP加固混凝土结构技术的研究及应用

FRP材料具有质轻高强、抗疲劳强度高、耐久性能好、耐磨损、抗老化等特点,用于混凝土构件的加固补强,本文介绍国内外FRP加固混凝土结构的计算理论及工程应用方面的有关研究成果,对FRP加固技术的研究热点及研究现状进行了总结与回顾,并提出今后发展的建议。     

纤维加固钢筋混凝土柱抗压性能试验研究

为了对8根钢筋混凝土短柱进行抗压加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土柱进行抗压加固,采用碳纤维以条带螺旋缠绕方式对2根柱进行加固,采用玻璃纤维分别以4层和2层全包裹方式加固了4根柱,其余2根柱为对比试件.采用分级单调加载方式对所有柱进行轴心受压试验,在加载过程中,量测了试验柱的应变、变形和极限承载力.结果表明,采用纤维对钢筋混凝土柱进行加固后,其抗压强度明显提高,延性明显加大,且抗压刚度也有一定提高.     

FRP加固钢筋混凝土梁壁厚计算

在外部粘贴纤维增强复合材料 (FRP)来加固钢筋混凝土梁主要有 2种粘贴方式 ,即只在梁的底部粘贴和在梁的整个下半部粘贴 FRP。根据钢筋的屈服应变和 FRP的极限应变大小 ,通过理论分析分别给出了 2种粘贴方式下 FRP的最小厚度与最大厚度 ,并进行了实例计算。其结果为 FRP加固层的厚度确定提供了取值范围 ,对钢筋混凝土梁的加固方案设计具有参考价值。     

粘钢加固钢筋混凝土梁剥离的有限元分析

给出了针对粘钢加固钢筋混凝土梁的钢板剥离的有限元模型,定义了“剥离应力”与“剥离载荷”,并提出了加固钢板厚度优化设计的数值计算方法。基于建立的有限元模型,用ANSYS软件对实例梁的剥离载荷进行了仿真分析。仿真结果与实验结果的一致性证明了所建有限元模型与提出的方法的正确性与适用性。     

纤维加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

为了对钢筋混凝土梁进行抗剪加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土梁剪压区进行加固,并进行了对比试验,试验梁两端简支,在梁跨方向三分点处进行两点加载试验,量测试验梁的应变和变形,观测了裂缝形态和发展趋势。结果表明,采用纤维对钢筋混凝土梁进行剪切加固后,其抗剪强度明显提高,但对梁的刚度和变形影响较小。     

FRP-螺栓联合加固RC梁抗弯试验研究

为了改善FRP与混凝土之间的黏结效果,一种新型的表面黏贴FRP与机械锚固联合加固技术,即FRP-螺栓联合加固技术被提出,结合在役钢筋混凝土桥梁的损伤特点,分别采用传统的表面黏贴FRP桥梁加固技术与FRP-螺栓联合加固技术对试验梁的抗弯性能进行了详细的室内对比试验研究,对两种加固方式下的完整试验梁和预裂试验梁的试验结果进行了比较,分析了预裂度对加固效果的影响.结果表明:FRP-螺栓联合加固技术是一种更加可靠的桥梁加固方法,能够提高正截面的抗弯承载能力40％;螺栓预紧锚固FRP能够很好地抑制FRP在混凝土表面的剥离,有效提高FRP与混凝土表面之间黏结力.     

对钢筋混凝土结构加固技术的研究

通过工程实例,从结构,加固的原则,方法和技术方面对整体现浇钢筋混凝土结构的结构进行了研究和分析,对类似的加固工程提供了很好的借鉴作用.     

FRP加固砌体结构的研究与应用

外贴纤维增强高分子聚合物复合材料（FRP）加固技术近年来在砌体结构的修复加固中得到应用．外贴FRP加固技术既适用于墙体局部开裂的加固又适用于墙体承载力不足的加固．介绍了近年来,国内外学者研究、开发和应用FRP材料进行砌体结构加固的试验和理论研究进展,详细介绍了FRP加固砌体结构抗剪、抗震、平面外抗弯性能以及FRP与砌体黏结性能研究进展．研究成果表明,外贴FRP加固可以提高砌体结构的抗剪和平面外抗弯极限承载力,改善结构的抗震性能,避免了由于砖砌体的脆性破坏而导致整体结构的突然破坏．同时介绍了欧洲古建筑采用FRP进行修复加固等FRP加固砌体结构工程应用情况．在总结以往研究成果的基础上提出了有关设计、施工建议,供实际加固改造工程应用参考．     

预应力FRP加固混凝土梁的变形性能研究

结合试验结果对预应力FRP加固混凝土梁的变形性能进行了理论研究。推导了考虑预应力损失的截面屈服曲率、极限曲率和相应的屈服弯矩、极限弯矩表达式：计算了试件在不同预应力度、不同FRP补强率、不同纵筋含钢率情况下的截面曲率延性系数μφ,并进行了相关因素分析;简化M-φ曲线为两折线模型。分析结果表明：预应力度、预应力FRP补强率、纵向受拉钢筋配筋率ρ和纵向受压钢筋配筋率ρ’对截面曲率延性都有影响,其中纵向受拉钢筋配筋率ρ和纵向受压钢筋配筋率ρ’对截面曲率延性影响较显著。推导的理论计算公式和试验结果吻合较好。     

FRP加固矩形RC短柱极限承载力分析

通过FRP复合材料包裹RC短柱,从而提高RC短柱的承载力已被众多的工程实践证明是有效的,但FRP约束RC短柱的承载力计算公式却没有统一的规定,存在着许多问题值得商榷.通过对FRP约束矩形柱约束机理的讨论,在现有的本构模型分析的基础上,推导出FRP加固矩形短柱的极限承载力的计算公式,并分析了粘帖层数、粘帖方式、FRP的间距以及倒角半径r对RC短柱承载力的影响.     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

FRP加固砖砌体的抗剪承载力研究

为了研究纤维增强复合材料（FRP）加固后砖砌体的抗剪承载力,对1片未加固带壁柱墙体及8片FRP加固的带壁柱墙体进行了抗震性能试验;在FRP与砖界面黏结-滑移本构关系基础上,考虑FRP与墙体的界面剥离,将界面黏结力转化为桁架模型中的拉力,并考虑FRP的直接加固作用与间接加固作用,建立了FRP加固砖砌体抗剪承载力的理论计算模型。结果表明：该模型所得结果与试验结果及其他研究结果吻合较好,且可以很好地计算FRP加固后砖砌体的抗剪承载力。     

钢梁外包FRP混凝土抗弯承载力计算

目的研究一种简化处理的不同破坏形态下构件极限抗弯承载力的计算方法,以方便工程实际的应用.方法采用实用叠加方法对SRHC梁贴FRP的受力过程和破坏特征进行研究.根据中和轴到钢骨的截面距离不同,将受压区高度与钢骨上翼缘至混凝土受压边缘的距离进行比较,以此来确定FRP加固后梁在破坏时的不同抗弯承载力的适用公式.基于纤维模型法,对受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件进行非线性全过程分析.结果提出了受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件承载力计算公式.通过实例表明,FRP的加固层数是构件受力性能重要的影响参数,在相同的变形条件下,FRP层厚度增加,组合构件的承载能力也有所提高,最佳加固率在3层以内.构件的承载能力随着混凝土强度的提高而提高.结论笔者给出的计算公式克服了简单叠加法和一般叠加法在计算上的缺陷,计算简便,可用于工程实际和结构设计中.     

FRP加固桥梁受弯构件的可靠性分析

利用可靠度方法对JTG/T J22-2008<公路桥梁加固设计规范>中矩形截面受弯构件的FRP加固进行了研究,通过Monte-Carlo法获得了加固后构件抗力的统计参数:均值为1.713、标准差为0.545、变异系数为0.318.考虑不同p值及汽车运行状态,研究了加固后构件可靠指标的分布规律.结果表明:受抗力变异性增大的影响,构件可靠指标略低于规范的标准,加固规范对汽车荷栽提级增幅较大的构件安全设置水准较大.     

预应力FRP增强RC梁界面剪应力分析

粘贴预应力纤维增强复合材料(FRP)片材对土木建筑结构进行加固和修复,可以提高工程效率.从理论分析着手,推导了预应力FRP片材增强RC梁界面层的剪应力的计算公式,分析了预应力作用下FRP片材和混凝土之间的界面层剪应力分布,并通过有限元对碳纤维薄板(CFL)增强RC梁作了数值实验验证.探讨了初始预应力施加量,FRP片材的厚度以及界面层厚度对界面剪应力的影响.     

粘贴预应力FRP板加固砼梁预应力方法的研究

对粘贴预应力FRP板加固砼梁中FRP板预应力的施加方法进行了分析和比较 ,并通过适当的理论计算分析 ,指出了各种方法的特点 .针对FRP板侧向强度低的特点 ,设计了一种新型的FRP板夹具 ,以对FRP板施加预应力 .分析和计算表明该夹具及相应的预加应力方法可操作性很强 .