预应力CFRP加固混凝土梁的试验研究

为了揭示预应力碳纤维布加固混凝土构件的效果,分别采用普通碳纤维布和预应力碳纤维布对4根钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。试验分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度等性能指标,并分别比较了预应力碳纤维布与普通碳纤维布、不同预应力水平碳纤维布的破坏形态及加固效果。试验结果表明,采用预应力碳纤维布加固混凝土梁可以充分发挥碳纤维布的高强性能,预应力碳纤维布加固的混凝土梁要比普通碳纤维布加固混凝土梁的承载力、刚度等性能指标都有明显提高,而且预应力水平越大,提高的效果越明显。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

在对6根碳纤维布加固钢筋混凝土梁试验的基础上,通过对非预应力碳纤维布与预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的裂缝、挠度及承载力分析比较,得出预应力碳纤维布加固可以更好的改善构件的变形性能,增强构件的变形能力,预应力碳纤维布加固方法可以应用于实际工程中.     

碳纤维布加固RC梁受弯试验研究进展

纤维增强复合材料作为新型高性能结构材料在混凝土结构的加固修复中得到了广泛应用,尤其是在混凝土受弯构件加固中取得了良好效果。为进一步拓展纤维增强复合材料加固方法的应用提供依据,通过介绍四种不同类型碳纤维布加固梁抗弯试验研究现状,对已有试验及试验数据的总结、分析,横向比较了普通碳纤维、混杂碳纤维、预应力碳纤维和预应力混杂碳纤维布加固钢筋混凝土梁的特点。得出预应力混杂纤维布对混凝土受弯构件的加固效果最为理想。     

碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥力学性能分析

利用Midas/FEA有限元软件对承载能力不足的装配式预应力混凝土空心板桥,进行了碳纤维布和预应力碳纤维布加固后的力学性能分析.计算结果表明:采用碳纤维布加固可以使空心板的承载能力得到提高,受力性能得到改善;加固后空心板的钢绞线及混凝土的应力都有所减小,挠度明显减小;裂缝在空心板截面上的发展高度明显降低,虽然裂缝的数量增多,但碳纤维布有效地抑制了裂缝的发展,使其间距变小、分布均匀;采用预应力碳纤维布加固空心板桥,其各项性能均优于普通碳纤维布加固空心板桥,且可以使碳纤维布的高强性能得到充分发挥.     

预应力碳纤维布加固RC单向板的非线性有限元分析

为了研究预应力碳纤维布对单向板加固的影响,文章利用ANSYS有限元软件,以相关文献试验中G3板为例,建立非线性有限元模型并验证模型的正确性;再根据单向板是否采用碳纤维布加固及碳纤维布预应力水平和厚度取不同值共建立5块加固板,分别对5块加固板的裂缝、抗弯承载力、跨中挠度、碳纤维布的拉应变及加固材料的界面应力进行了对比分析。分析表明:与其他板相比,预应力的施加,充分发挥了碳纤维布的高强性,有效地延迟了裂缝的出现,提高了板的抗弯承载力及剥离承载力;但在使用预应力碳纤维布加固时,应同时考虑加固板的端部剥离及对延性的影响。     

预应力CFRP布加固混凝土梁的抗弯承载力计算

根据预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的不同受力阶段,给出了各阶段预应力碳纤维布应变和应力的计算方法;根据混凝土结构设计规范,提出了预应力碳纤维布加固有初始荷载的钢筋混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,并给出了公式的适用条件和计算方法。     

碳纤维加固预应力混凝土连续梁力学性能分析

外贴碳纤维布加固法是近几年应用于公路桥梁加固的一种新兴方法,为研究不同方式粘贴碳纤维对预应力混凝土连续梁桥受力性能及剪力滞效应的影响.本论述以在役某公路预应力混凝土连续箱梁桥为研究背景,利用通用有限元程序ANSYS建立实体有限元模型,分析了两种不同加固方式情况下,梁体分别承受预应力、自重、车辆荷载及以上三种工况组合作用下控制截面的剪力滞效应变化规律.通过分析得出结论:采用底板满铺碳纤维和底板纵向间隔粘贴碳纤维两种方式,均对剪力滞效应有影响,而底板满铺对剪力滞系数影响较显著,该结论为以后设计类似工程提供了理论依据.     

均布荷载作用下碳纤维布加固预应力空心板延性分析

为了研究碳纤维布加固后预应力空心板延性的变化,进行了7块碳纤维布加固预应力空心板试件在均布荷载作用下的试验,分析了碳纤维布粘贴量和粘贴方式对延性的影响,提出了碳纤维布加固预应力空心板曲率延性系数计算方法。试验结果表明,碳纤维布粘贴量和粘贴方式对位移延性系数影响明显,随着碳纤维布粘贴量的增加,试件位移延性系数减小,单层双幅粘贴方式下,延性系数最大。曲率延性系数计算值与位移延性系数之比在0.82左右,所提出的曲率延性系数计算方法是偏于安全的,具有较高的计算精度。     

自锚CFRP预应力控制及梁抗剪加固机理试验研究

采用自行开发的自锁锚具,进行17根钢筋混凝土T梁预应力碳纤维布抗剪加固试验以及碳纤维布预应力施加试验,探讨本锚固系统预应力损失以及纤维布应变与扭矩的关系以及不同加固方案下试件的抗剪承载力、挠度变化曲线、碳纤维布各条带的应变分布,分析剪跨比、预载水平、预应力水平、混凝土强度等因素对构件受剪承载力的影响。研究结果表明:此锚固方法能够有效地为碳纤维布施加预应力,能够解决碳纤维布剥离破坏问题,大幅度提高加固梁开裂荷载和极限荷载;在一定范围内,受剪承载力与剪跨比和混凝土强度呈正相关关系;在建议预应力范围内,受剪承载力随着预应力水平的提高而提高,预应力的存在克服了预载对非预应力纤维布抗剪加固的不利影响。     

预应力碳纤维布加固效果试验研究

通过预应力碳纤维布加固试验梁试验,模拟预应力混凝土旧桥加固方法,试验过程采用分级加载方式,对试验梁加固前后各级荷载作用下控制截面的应变、位移和裂缝宽度进行详细加载测试。试验结果表明,预应力碳纤维布加固方法兼具体外预应力和普通碳纤维布两种主、被动加固方法的优点,能够有效降低开裂结构控制截面的应变、挠度和裂缝宽度,提高结构刚度和耐久性,延长桥梁使用寿命。     

碱式硫酸镁水泥粘贴碳纤维布加固混凝土梁试验研究

为了探究碱式硫酸镁水泥外贴碳纤维布对混凝土梁加固效果的影响因素及可行性,制作6根混凝土梁,标准养护28 d后,利用不同的粘结材料对其中的5根进行外贴碳纤维布加固。之后进行3点弯曲试验,分别获得各试验梁的破坏形态、破坏荷载、变形情况及裂缝发展情况,以评价不同粘结材料的加固效果。结果表明:碱式硫酸镁水泥中,氧化镁与七水硫酸镁的摩尔比会对碳纤维布与梁体的粘结效果产生显著影响;在碱式硫酸镁水泥中掺入硅灰,对碳纤维布与梁体的粘结有一定的改善作用;此外,碱式硫酸镁水泥中氧化镁的活性也会对加固效果产生一定影响。利用碱式硫酸镁水泥外贴碳纤维布加固混凝土梁能有效提升其承载能力,通过调整胶凝材料组分,可获得与利用有机胶外贴碳纤维布加固相近的加固效果。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土箱形梁的受弯性能试验研究

对2根采用外部粘贴预应力碳纤维布加固的已开裂箱形梁进行受弯模型试验,研究预应力碳纤维布加固对已开裂箱梁抗弯刚度及粘接层剪切应变的影响.研究表明,对于受损较为严重的梁,采用预应力碳纤维布加固,碳纤维布对裂缝的扩张有一定的限制作用,加固后其刚度有所提高,能起到加固的效果.在正常体位加固梁时,应该考虑碳纤维的粘贴质量,对理论计算的刚度值进行折减.层间剪切应变分布在一定范围内,其变化规律与所承受的荷载类型有关,理论研究时应区别对待.     

碳纤维布加固预应力混凝土空心板试验研究

为研究碳纤维布加固预应力混凝土空心板在近似均布载荷作用下的受力性能和加固效果,通过8块按工程实际尺寸设计制作的预应力混凝土空心板试件,在近似均布载荷作用下的试验,研究不同的碳纤维布粘贴方式及粘贴数量,对碳纤维布加同预应力混凝土空心板受力性能和加固效果的影响:阐述了加固后试件承载力提高程度、裂缝开展情况,及载荷-应变、载荷-挠度的变化.试验结果表明:在近似均布载荷作用下,采用碳纤维布加固预应力混凝土空心板,可以有效提高承载力:40%～120%左右,加固效果明显.     

应用碳纤维复合材料对桥梁裂缝补强

位于国道202线的黄河水库桥由于承载力不足,梁体产生裂缝。通过粘贴碳纤维的方法加固改造,使其能够继续使用,本文介绍碳纤维布加固的技术特点和施工工艺。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为了揭示在不同预应力等级下碳纤维布对混凝土梁力学性能的影响,解决碳纤维布拉伸不均匀等问题,本文采用自主发明的拉伸设备进行钢筋混凝土梁抗弯性能试验,对预应力碳纤维布、普通碳纤维布及不同预应力水平碳纤维布的屈服荷载、极限荷载、钢筋应变、挠度等进行比较,并采用有限元模拟进行分析。研究表明,使用预应力碳纤维布加固混凝土梁能够有效提高工作性能,施加预应力越大,效果越明显。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁非线性有限元分析

采用ANSYS软件,对卸载或不卸载时预应力碳纤维布加固梁进行非线性有限元分析,并在有限元分析中提出了施加预应力的方法(升温法),以及利用单元的生与死实现不卸载时加固的方法.分析了预应力碳纤维布加固梁中受拉底面混凝土和碳纤维布节点的应力分布规律、以及钢筋与碳纤维布的荷载-应力关系.通过实例对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好.图8,表2,参10.     

纤维布加固无粘结预应力梁抗弯试验研究

通过试验对纤维布加固无粘结预应力梁的破坏形态、受力性能、截面应变分布以及挠度变化等进行了研究,主要讨论了加固梁在不同纤维布加固层数、不同加固前预损伤作用和不同加固纤维材料下的性能．试验结果表明：通过粘贴芳纶纤维布、碳纤维布材料都可以有效地提高无粘结预应力梁的受弯极限承载力;当采用多层纤维布加固时,加固梁的受弯极限承载力提高幅度与粘贴纤维布层数的增加呈单调递减的规律;加固前,施加20％、40％对比梁极限承载力预损伤对加固性能影响不大;同层数纤维布加固,芳纶纤维布与碳纤维布加固梁的受力效果相似,受弯极限承载力相近,裂缝开展和刚度变化存在差异．在试验研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS进行了模拟计算研究,模拟结果表明,ABAQUS可以真实反映纤维布加固无粘结预应力梁的整个受力过程,模拟值与试验值吻合较好．最后根据试验以及数学模拟中反映出的规律,建立了纤维布加固无粘结预应力梁极限抗弯承载力的实用理论公式,理论计算结果与试验结果符合较好．     

预应力碳纤维布加固混凝土梁预应力长期损失的增量微分法

为深入了解预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力长期损失,采用随时间变化的换算弹性模量方法,建立了考虑混凝土收缩徐变、胶层徐变及钢筋混凝土梁与碳纤维布界面滑移的预应力长期损失增量微分模型,得到了给定边界条件和荷载形式下的预应力长期损失闭合解。为验证该方法的有效性,对相关学者的试验梁进行了长期预应力损失的计算。计算结果表明,所建立的微分增量模型可以用来预测预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力长期损失。     

碳纤维结构加固及质量控制的注意要点

对建筑物碳纤维加固施工,是将高强度、高韧性、耐腐蚀的碳纤维布配以相应的粘贴涂料,把碳纤维布粘贴到建筑物的表面建筑物受力时可以与碳纤维布共同分解所受压力,从而起到加固建筑物的目的。建筑物碳纤维加固的优点是：碳纤维布本身质量很轻固后不会加重建筑物的负担。可以适用于任何形状的建筑物,且施工方便工期短。同时建筑物碳纤维加固工程的抗压强度是普通钢材10倍以上,因此建筑物加固使用碳纤维布这一材质,可以取得非常好的加固效果。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯承载力计算

对6根预应力碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土梁进行了预应力损失和弯曲静载试验,确定了后张预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的剥离-断裂破坏形态,得到了破坏时CFRP布的有效应变.试验结果表明,瞬时预应力损失是总损失的主要部分,而随时间依存的预应力损失仅为初始预应力的2.3%～3.9%.胶体的养护时间对瞬时预应力损失具有一定影响.使用外贴预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁后,其正常使用性能得到明显改善,承载力有较大提高.最后,给出了预应力损失及考虑预应力损失的抗弯承载力的计算模型.计算结果表明,计算值与文献中的试验值吻合较好,使用该计算模型可以有效地预测预应力损失和加固梁的抗弯承载力.