湿热环境下预应力CFRP加固高强混凝土梁的抗弯性能研究

为研究高温、高湿环境对碳纤维布加固高强混凝土梁抗弯性能的影响,在温度为４０℃和温度为２０℃环境下,对ＣＦＲＰ预应力及非预应力加固的２４根梁进行弯曲试验。结果表明:在温度为２０℃的自然环境下,与无ＣＦＲＰ布粘贴的基准梁相比,粘贴非预应力ＣＦＲＰ布加固的试验梁,其开裂荷载提高３５．６％,极限荷载提高３７．６％,并且随着ＣＦＲＰ的施加和预应力等级的逐渐加大,其开裂荷载显著升高;在温度为４０℃的湿热环境下,与无ＣＦＲＰ布粘贴的基准梁相比,非预应力ＣＦＲＰ加固的试验梁,其开裂荷载提高２７．３％,极限荷载提高２９．３％,随着ＣＦＲＰ预应力等级逐渐提高,其开裂荷载呈逐渐增大趋势;与温度为２０℃自然环境相比,在温度为４０℃的湿热环境下,试验梁的开裂荷载与极限荷载呈下降趋势,且随着预应力等级的增大,下降幅度变大。     

持载与湿热环境下ＣＦＲＰ加固高强混凝土梁结构性能研究

夏季湿热的大气环境对我国大部分地区的ＣＦＲＰ（碳纤维增强聚合物）加固钢筋混凝土结构性能 有不利影响。为探讨湿热环境与荷载耦合作用对ＣＦＲＰ加固高强钢筋混凝土梁结构性能的影响,共制作 16根ＣＦＲＰ加固钢筋混凝土梁试件,在不同温湿度环境下,对荷载与湿热环境耦合作用下ＣＦＲＰ加固钢 筋混凝土梁进行试验研究与理论分析。试验结果表明:随湿热环境作用时间增加,ＣＦＲＰ加固混凝土梁 剥离破坏界面由混凝土层逐渐转移到树脂胶层;荷载与湿热环境的耦合作用对ＣＦＲＰ加固钢筋混凝土梁 极限承载力影响较明显;湿热环境对加固钢筋混凝土梁的结构性能有不利影响。     

GFRP加固高强混凝土柱偏压性能的实验研究和有限元分析

为研究ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱偏压性能,对10根ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱试件进行偏压试验 研究以及有限元分析,试验参数有偏心距、加固方式（横向约束加固、纵向抗弯加固、混合加固）、加固层 数。得到了加固柱的极限承载力、荷载－挠度曲线、ＧＦＲＰ应变分布、裂缝的发展情况和破坏形态等。分 析结果表明,横向粘贴ＦＲＰ显著提高小偏心试件的承载力和延性,对大偏心试件承载力的提高不明显。 纵向粘贴ＦＲＰ可以明显提高大偏心试件的承载力,但会增加试件破坏的脆性。混合加固大偏心试件效 果最好,混合加固小偏心试件优势不明显。     

盐雾干湿循环对预应力CFRP加固梁抗弯性能影响

为了研究盐雾干湿循环作用下预应力ＣＦＲＰ加固梁的抗弯性能，采用３．５％ＮａＣｌ溶液作为干湿循环介质，分别在０次、７０次和１４０次干湿循环次数下，对２１根不同ＣＦＲＰ预应力等级的加固梁进行了四点弯曲试验。研究结果表明:当ＣＦＲＰ预应力等级由１５％提高至３０％时，加固梁的极限荷载分别提高了１０．０％和２３．０％，延性系数分别提高了２８．０％和６５．４％，表明预应力ＣＦＲＰ对加固梁抗弯性能的提高有明显效果；在干湿循环作用７０次与１４０次后，３０％ＣＦＲＰ预应力等级加固梁的极限荷载分别下降了８．３％和１５．７％，延性系数分别下降了７．６％和３７．９％，表明盐雾干湿循环次数的增加会对预应力ＣＦＲＰ加固梁的抗弯性能产生显著影响。     

长周期干湿交替下预应力CFRP加固RC梁的抗弯性能

为了研究长周期干湿交替环境对预应力ＣＦＲＰ加固ＲＣ梁的抗弯性能影响，对4组试件进行干湿循环的实验，次数设计为0次、70次、140次、280次，预应力水平均为ＣＦＲＰ材料抗拉强度标准值的30％。结果表明，干湿交替70次、140次、280次后，试件的极限荷载下降比例分别为8．3％、15．7％以及23．7％，跨中极限挠度下降比例分别为8．4％、30．6％和33．2％，延性系数分别下降了7．6％、37．9％和41．5％；ＣＦＲＰ极限应变在经历了280次干湿交替后减少了48％，材料利用率大幅降低，且加固试件脆性破坏现象更加明显。这些结果表明长周期的干湿交替会对预应力ＣＦＲＰ加固ＲＣ梁的抗弯性能造成显著损害。     

预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的受力试验

采用预应力碳纤维布(CFRP)、非预应力CFRP加固钢筋混凝土梁与未加固对比梁进行受力试验,分析了预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的破坏特征,研究CFRP预应力和混凝土预裂对加固钢筋混凝土梁的裂缝、挠度、混凝土和CFRP应变、开裂荷载、屈服荷载和极限荷载的影响。结果表明:对CFRP施加预应力可充分发挥其高强的特性;预应力CFRP可明显增强加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,提高开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,提高截面抗弯刚度,增大极限破坏时的挠度和延性,减小裂缝宽度和延伸长度;混凝土预裂将在一定程度上降低预应力CFRP对加固梁抗弯性能的增强作用。     

粘钢加固陶粒混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究钢板加固后陶粒混凝土梁的抗弯性能,对1片未加固的对比梁和3片厚度分别为0．5ｍｍ、1．0ｍｍ、1．5ｍｍ的钢板粘贴加固梁进行抗弯试验。试验结果表明:与未加固陶粒混凝土梁对比,适筋条件下粘钢加固陶粒混凝土梁的开裂荷载、极限荷载最多分别能提高91．3％、39．5％;加固梁与未加固梁的破坏机理与破坏形态相同;钢筋与钢板的应变发展规律基本一致,钢筋与钢板协同作用效果较好,且钢筋应变表现出一定的滞后效应;随着粘钢厚度增加,钢板对陶粒混凝土梁裂缝的发展抑制效果越明显;普通混凝土粘梁钢加固抗弯正截面计算公式可用于粘钢加固陶粒混凝土梁的抗弯承载力计算。     

预应力玻璃纤维布加固已损混凝土梁的试验研究

提出粘贴预应力玻璃纤维布加固混凝土梁的技术。设计了5根不同加固情况的混凝土梁,分别试验观测其正截面受弯承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,裂缝开展情况及破坏现象,分析加固梁的受力特点以及受力性能,探讨不同受损程度对加固效果的影响,提出了实用技术与建议。     

预应力碳纤维布与钢板复合加固混凝土受弯构件

为提高碳纤维布利用程度,改善被加固混凝土受弯构件的受力性能,提出采用粘贴预应力碳纤维布和粘贴钢板复合加固技术.简单介绍了对碳纤维布具有张拉与锚固功能的新型"拉锚一体化"技术和机具,对5根不同加同情况的混凝土梁进行静力加载试验,观察、分析了不同加固情况构件的破坏过程、正截面受弯承载力、荷载一挠度曲线、裂缝开展情况及破坏现象,分析这种复合加固方法的受力特点以及所加固梁的受力性能,提出了具有一定工程实用价值的技术方法与建议.     

BFRP与CFRP加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过6根BFRP加固梁和3根CFRP加固梁的抗弯性能对比试验,分析了FRP类型、FRP粘贴层数和混凝土强度等级对加固梁抗弯性能的影响。试验结果表明,梁的抗弯承载力和抗弯刚度随FRP强度、FRP粘贴层数及混凝土强度等级的增加而提高,但不成线性关系;U型箍锚固量相同的情况下,CFRP加固梁较BFRP加固梁更容易发生锚固失效;对于加固梁承载力的加固效果,粘贴1层CFRP布优于粘贴1层BFRP布,但劣于粘贴2层BFRP布。     

ＢＦＲＰ模壳不排水加固桥墩的延性设计方法

针对桥梁桥墩受到水流冲刷发生损坏的问题，ＢＦＲＰ模壳加固桥墩是一种新型的不排水加固桥墩的方法，但缺乏针对ＢＦＲＰ模壳加固后桥墩抗震性能的分析方法。因此，在试验的基础上，建立了ＢＦＲＰ模壳加固桥墩位移和延性系数、材料性能参数，包括ＢＦＲＰ约束混凝土的极限压应变、ＢＦＲＰ配箍率、ＢＦＲＰ有效极限抗拉强度和ＢＦＲＰ有效极限抗拉应变等之间的力学计算模型，提出了基于目标延性系数提高指标的ＢＦＲＰ模壳抗震延性加固设计方法，通过试验结果验证了所提出方法的可靠性。以位于福建省某简支梁桥2号墩的桩基作为现场例证，介绍了加固设计的过程。     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的抗剪设计方法

通过对3根碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁的试验研究,对用碳纤维布加固的钢筋钢纤维混凝土梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析.并根据试验结果分析,提出了一种简化的受剪承载力计算公式.     

ＣＦＲＰ布加固榫卯节点Ｍ－θ 滞回曲线定性分析

为更好地保护古建筑,采取拟静力加载方法,定性研究了ＣＦＲＰ布（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｒｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ） 加固榫卯节点的抗震效果。以故宫太和殿某开间梁柱框架为原型,制作了1∶8缩尺模型。采取水平低 周反复加载方式,首先进行未加固节点抗震性能试验,在此基础上采用ＣＦＲＰ布包裹各榫卯节点,进行加 固后节点对比试验。基于试验获得的节点Ｍ－θ 滞回曲线,对每一个滞回环曲线的承载力、刚度、延性、 耗能等力学参数变化进行了详细对比论述,定性评价了ＣＦＲＰ布加固榫卯节点的抗震效果,并进行了量 化分析验证。结果表明:榫卯节点加固前具有较好的延性与耗能性能,其主要抗震缺陷包括较低的承载 力、较差的转动刚度;与未加固节点相比,ＣＦＲＰ布加固后的榫卯节点可弥补上述不足,且加固后的节点 仍具有较好的延性和耗能性能。     

预应力型钢超高强混凝土梁抗弯性能有限元分析

为进一步研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯性能,利用ABAQUS对预应力型钢超高强混凝土梁进行数值分析。模型计算所得荷载-位移曲线与试验结果基本吻合,验证了有限元模型的正确性。结果表明,增加纵向受拉钢筋配筋率对混凝土开裂几乎没有影响,但使梁的屈服荷载和极限荷载均增加;型钢向下偏移,梁的屈服荷载和极限荷载增加;型钢向上偏移虽不能提高构件的承载力,但能改善梁的延性。增加预应力筋配筋率能延缓构件的开裂。     

ＧＦＲＰ管钢筋混凝土组合构件的徐变性能研究

在长期荷载、温度和混凝土徐变等因素的影响下,ＧＦＲＰ管钢筋混凝土受弯构件会发生内力重 分布,改变其受力性能。利用内力平衡,建立ＧＦＲＰ管钢筋混凝土组合截面受压高度、初始应力计算公式 及徐变效应影响的计算模型,并编制了ＧＦＲＰ管钢筋混凝土构件的徐变效应计算程序,计算分析了混凝 土强度等级、温度、ＧＦＲＰ含量及荷载等主要设计参数对ＧＦＲＰ管钢筋混凝土构件的徐变效应的影响。计 算结果表明,ＧＦＲＰ管钢筋混凝土受弯构件的徐变随着含ＧＦＲＰ率的增加而减小,随者弯矩的增加而增 大,随着混凝土强度等级的提高而增大,随着温度升高而增加。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁受弯性能非线性有限元分析

研究混凝土、受拉钢筋和CFRP在开裂、屈服、破坏各阶段的工作状态和受力特点,对认识CFRP加固机理和性能有着重要意义。应用ANSYS建立碳纤维加固钢筋混凝土梁有限元模型,利用单元生死技术模拟CFRP的不同工作状态,对试件梁开裂、屈服、破坏全过程进行非线性有限元分析。分析表明:在钢筋屈服后,CFRP加固钢筋混凝土梁在后期抗弯刚度、延性和极限承载能力方面均有增强;在结构承受较大初始荷载情况下,二次受力问题对加固梁的抗弯刚度、极限承载能力、延性存在一定影响;由于CFRP是在钢筋进入屈服阶段,应力停止增长后才发挥巨大作用,二次受力时的加固也能取得较好效果;分析结果与实测数据吻合。     

预应力碳纤维布加固RC梁的截面应力分析

在碳纤维布对混凝土梁加固工程中,采用预应力技术可以充分发挥碳纤维布高强度的性能。针对碳纤维布在加固钢筋混凝土梁时性能不能充分发挥和在使用中加固效果不明显,对构件开裂荷载提高程度不大,难以抑制裂缝发展的问题,在试验研究的基础上,对预应力碳纤维布加固RC(钢筋混凝土)梁进行了截面应力分析,为其正截面抗弯承载力计算方法的建立提供了参考依据。     

预应力碳纤维布加固梁斜截面承载力实验与分析

为提高被加固混凝土梁的抗剪承载力,提出在梁底粘贴预应力碳纤维布和在梁端部两侧粘贴碳纤维布复合加固技术。设计了5根无腹筋混凝土梁,进行静力加载试验,试验分析不同加固方式对混凝土梁的抗剪承载力影响,同时对复合加固混凝土梁的斜截面承载力进行理论分析和推导,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。     

考虑爆裂的高性能混凝土梁耐火极限分析

在高性能混凝土材料的高温性能和爆裂机理的基础上,通过对矩形混凝土配筋梁控制截面的离散分析,利用高温下受弯构件的弯矩-曲率关系,推导了在火灾高温下不考虑爆裂和考虑爆裂情况下构件的极限承载力计算公式,分析了爆裂对高性能混凝土梁耐火极限的影响.实例计算表明:不考虑爆裂时构件的耐火时间由其外荷载与极限承载力的比值所决定;高性能混凝土发生爆裂后,构件的承载力迅速下降,耐火时间将由构件的爆裂时间所决定.