钢筋混凝土受弯构件粘贴加固时加固材料最大用量研究

钢筋混凝土结构粘贴加固时,加固材料的最大用量与构件类型、截面配筋情况、加固时构件的受力大小、粘贴材料的种类、混凝土的强度等级等许多因素有关．本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出了确定截面相对界限受压区高度的计算简图,根据这个计算简图,推导了截面相对界限受压区高度的计算公式和加固材料最大用量的计算公式,给出了相应的计算表格、利用这些结果指导实际加固工程,可以取得很好的经济效果。     

加筋高性能砂浆加固RC梁抗剪性能及承载力计算

为统一中国对加筋高性能砂浆加固RC梁抗剪性能的认识,以中国所做66根加筋高性能砂浆加固的钢筋混凝土矩形梁抗剪性能试验研究为基础,分析抗剪加固梁的力学性能和破坏机理;借助桁架-拱模型,考虑一次受力、二次受力、持载程度、加固筋类型、加固筋数量、混凝土强度等级等因素影响,建立加固梁抗剪承载力计算公式。研究结果表明:该加固技术采用高强钢绞线、钢筋网、钢丝网作为受力材料,虽然三者受力性能存在显著差异,但构件力学性能和破坏机理相似,按统一计算公式进行承载力设计是可行的;所提公式计算值与试验值之比的平均值为0.926,标准差为0.178,二者符合良好,且计算结果偏于安全,公式可用于实际工程计算。     

HPFL加固预制空心板的数值模拟与试验研究

对HPFL加固预制混凝土空心板抗弯性能和抗剪性能进行了试验研究,以此为基础利用ANSYS有限元计算软件对HPFL加固预制空心板进行了数值模拟.与试验结果进行比较分析,研究加固构件的抗弯性能和抗剪性能.通过有限元建模进一步研究了HPFL加固层砂浆强度、HPFL加固层钢筋网尺寸、HPFL加固条带宽度和预制空心板板体拼装方向等因素对HPFL加固预制空心板抗剪性能的影响.结果表明,有限元计算结果与试验结果基本一致,用HPFL加固预制空心板是一种提高预制空心板抗弯性能和抗剪性能的有效加固方法.HPFL加固层砂浆强度和HPFL加固条带宽度对预制空心板抗剪性能影响最大,随着HPFL加固层砂浆强度提高和HPFL加固条带宽度增大,预制空心板抗剪极限承载力显著提高;HPFL加固层钢筋网尺寸对预制空心板抗剪性能影响不明显;HPFL能同时提高预制空心板平面内横、竖两个方向的抗剪极限承载力.     

CFRP-螺栓联合加固无腹筋RC梁抗剪性能分析

目的研究CFRP-螺栓联合技术对无腹筋RC梁的抗剪加固效果,揭示其工作机理,建立CFRP-螺栓联合加固无腹筋RC梁抗剪承载力计算公式.方法对13根抗剪试验梁进行剪切试验,分析研究CFRP受力状态和抗剪加固机理,建立了相应受剪承载力计算公式并验证计算公式的合理性.结果 CFRP-螺栓联合加固可显著提高无腹筋RC梁的受剪承载力,提高范围在1.2~1.68;对无腹筋RC梁抗剪加固时,CFRP条带作用与箍筋类似,基于此引入了CFRP加固率概念,建立了其计算公式,计算得出CFRP加固率值与相应抗剪极限承载力提高值具有极高的线性相关性.结论采用新建CFRP-螺栓联合加固无腹筋RC梁抗剪承载力计算公式所得计算结果与试验实测值具有较高的吻合度,计算结果略小于试验结果,计算公式具有一定安全储备.     

钢绞线静力拉伸模型建立和截面特性分析

基于Love曲杆理论建立钢丝静力拉伸模型,由外荷载作用下单根钢丝平衡方程推导出钢丝轴力、弯矩、扭矩计算公式以及钢绞线截面弹性模量、抗弯刚度计算公式.利用Fortran编写程序,考察轴力变化时,钢丝螺旋角及钢绞线弹性模量、抗弯刚度等截面特性的变化规律.进一步研究了钢绞线弹性模量变化对结构受力性能影响及抗弯刚度变化对基频法计算拉索内力的影响.结果表明:随着钢绞线总轴力增加,钢丝螺旋角逐渐减小,钢绞线弹性模量和抗弯刚度逐渐增加;在外层钢丝螺旋角为0°即外层钢丝被拉直后,钢丝螺旋角和钢绞线弹性模量均不再变化;随着钢绞线总轴力进一步增加,钢丝半径和钢绞线抗弯刚度由于泊松效应影响略有减小.     

内嵌FRP筋加固混凝土梁的抗剪性能研究

目的探究内嵌FRP筋加固混凝土梁的抗剪性能和剪切延性性能,建立加固梁的抗剪承载力计算公式,为加固梁抗剪加固的应用提供理论依据.方法对7根内嵌FRP筋加固混凝土梁和2根对比梁进行抗剪性能试验,分析其破坏模式;研究其荷载-挠度关系曲线、荷载-FRP筋、箍筋应变关系曲线,分析斜截面应力重分布现象以及剪切延性性能;基于拱形桁架模型,引入关键系数,建立加固梁的受剪承载力计算公式.结果加固梁的抗剪承载力提高了近30%;发生剪切破坏各加固梁的剪切延性系数与对比梁BS2剪切延性系数相比的平均比值为1.167,剪切延性有所改善;加固梁斜截面出现了2次应力重分布,分别是斜裂缝出现时和箍筋屈服时;将已有文献剪切破坏加固梁的抗剪承载力试验值与笔者建立的加固梁抗剪计算公式的计算值进行对比,吻合较好.结论内嵌FRP筋加固技术能够提高梁的整体刚度和抗剪承载力,有效地延缓斜裂缝的开展,减小斜裂缝的宽度,提高混凝土骨料间的咬合作用,从而改善加固构件的受力情况及变形能力.     

外贴纤维加固梁抗剪承载力计算方法分析

在综合分析国际上关于外贴纤维加固混凝土梁斜截面抗剪承载力计算方法现状的基础上，分析了斜截面外贴材料应变（应力）分布特征，外贴材料与混凝土的最大粘结传力长度和产生梁侧剥离破坏时的最大纤维应变的影响因素，采用与在钢筋混凝土梁中钢筋对抗剪承载力贡献计算模式相似的表达方法，建立了外贴脆性材料对斜截面抗剪承载力贡献的计算模式，在该模式中，分别对外贴封闭纤维箍加固件产生纤维拉断破坏和梁侧纤维剥离破坏时相应承载力进行了分析。     

考虑分阶段受力的粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯承载力计算

粘钢加固钢筋混凝土受弯构件,加固前原构件截面已存在应变和应力,而新粘钢板在新增荷载下开始受力,桥梁构件具有不同受力阶段的特点。现有《公路桥梁加固设计规范》中未给出T形截面梁粘贴钢板加固受弯构件正截面承载能力计算公式,而且也不能反映各阶段材料的受力特点。本文根据粘贴钢板加固钢筋混凝土T形截面梁发生适筋破坏,建立了正截面极限承载力计算公式,并对粘贴钢板的应力取值进行了分析,在常用的粘贴钢板厚度内,可直接取钢板的抗拉强度设计值。并根据平截面假定,建立了各阶段混凝土、钢筋和钢板应力的计算公式,材料的最终应力按叠加原理计算得到。算例分析表明,本文所建立的正截面抗弯承载力计算公式可行,可供桥梁加固设计参考。     

城市轻轨高架桥胶接缝预制节段箱梁的力学性能研究

研究了城市轻轨高架桥胶接缝节段预制拼装体外预应力连续箱梁正截面抗弯等力学性能.以澳门C370轻轨高架桥为工程背景,分析了VIADUCT IS20-V01段连续梁构造特点,通过建立有限元模型,选取墩顶和跨中为控制截面,研究结构在不同工况作用下的应力状态并进行承载力计算.结果表明:截面应力、正截面抗弯、斜截面抗剪和抗裂能力均满足相关规范要求;在整体升温、降温作用下,各截面剪应力非常接近,可以忽略温度荷载对截面剪应力的影响.建议:在极限承载力状态设计下,对其抗弯刚度和抗剪承载力进行折减,可为类似桥梁结构计算提供参考.     

FRP钢骨混凝土梁抗剪性能

对FRP布加固钢骨混凝土梁斜截面受力特点进行研究,在对已有FRP抗剪加固的相关文献分析的基础上,提出了修正的FRP钢骨混凝土梁的斜截面抗剪承载力计算公式,并通过实验数据验证其正确性．     

先张后粘FRP的钢筋混凝土构件抗弯能力分析

针对钢筋混凝土结构外贴FRP进行加固时，FRP材料利用率较低的情况，采用对FRP先张拉再粘贴的办法，以提高构件使用阶段的性能、极限承载力和FRP强度利用率。在试验研究基础上，研究先张后粘FRP加固钢筋混凝土受弯构件的各种破坏类型、加固构件有效预应力、消压弯矩和开裂弯矩的计算方法；分析预应力FRP-RC复合截面多种可能的受弯极限应变组合状态，由界限破坏得出界限配纤率和界限弯矩；根据混凝土最大压应变得出FRP拉断相应的不同极限承我力表达式和混凝土压碎破坏时的极限承载力公式。研究结果表明，试验梁极限荷载计算值与实测值较吻合；所得出的抗弯分析方法和计算公式可供内嵌预应力FRP加固设计参考。     

“适应性再利用”中的综合改造实践研究

为了研究既有建筑再利用,适应新的用途,以某既有工业厂房改造为例,采用梁粘贴钢板和扩大基础的加固改造设计方法,根据梁正截面抗弯和梁斜截面抗剪计算结果实施加固工程。用ABAQUS软件对加固后的梁和基础进行了模拟分析,作为PKPM设计计算软件的补充验证的一种方法,结果与设计计算结果相吻合。粘贴钢板加固法和扩大基础加固法在"适应性再利用"综合改造中,可以推广应用。     

高强钢铰线网—聚合灰浆加固梁斜截面承载力计算方法研究

对采用"高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆"受剪加固梁的斜截面承载力的计算方法进行探讨。文通过对混凝土梁及其加固梁试验结果的对比分析发现:按《规范》(GB10050-2002)计算加固梁的抗剪承载力安全余度比未加固梁的安全余度小得多,其主要原因是加固体中采用的钢铰线箍筋的强度过高,得不到充分利用;其次是由于加固体混凝土与原梁体混凝土受力和变形的不同步。因此文对抗剪加固梁的抗剪承载力计算公式进行了修正:限制加固体内箍筋的设计强度,折减加固体混凝土的抗剪承载力。从修正公式计算值与试验结果的比较看,修正后加固梁承载力的安全余度与未加固混凝土梁基本接近。     

高强钢铰线网－聚合灰浆加固梁斜截面承载力计算方法研究

对采用“高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆”受剪加固梁的斜截面承载力的计算方法进行探讨。文通过对混凝土粱及其加固梁试验结果的对比分析发现：按《规范》（GB10050—2002）计算加固粱的抗剪承载力安全余度比未加固粱的安全余度小得多,其主要原因是加固体中采用的钢铰线箍筋的强度过高,得不到充分利用;其次是由于加固体混凝土与原粱体混凝土受力和变形的不同步。因此文对抗剪加固梁的抗剪承载力计算公式进行了修正：限制加固体内箍筋的设计强度,折减加固体混凝土的抗剪承载力。从修正公式计算值与试验结果的比较看,修正后加固梁承载力的安全余度与未加固混凝土梁基本接近。     

高强钢绞线网-聚合物砂浆加固小偏心受压混凝土柱的极限承载力分析

高强钢绞线网-聚合物砂浆加固方法具有高强、防火、耐腐蚀、施工简便等特点.在9根钢筋混凝土小偏心受压柱加固试验的基础上,借鉴约束混凝土的基本原理,提出了钢绞线约束混凝土峰值应力、应变的计算方法;采用合理的材料本构关系,基于平截面假定,提出了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固小偏心受压柱极限承载力的简化计算公式;其计算结果与试验值吻合良好,可用于加固工程实践.     

粘贴胶合竹板加固钢筋混凝土梁试验

对7根钢筋混凝土梁(RC梁)粘贴胶合竹板加固的对比试验进行研究,其中2根为对比试件,1根为弯剪区粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)布抗剪加固试件,4根为梁底粘贴5~20 mm厚胶合竹板抗弯加固和弯剪区粘贴CFRP布抗剪加固试件。研究结果表明:梁底粘贴胶合竹板加固RC梁的极限受弯承载力提高16%~118%,平均为62%;极限位移降低59%~80%,平均为69%。粘贴胶合竹板加固试件跨中截面应变仍基本符合平截面假定,弯曲刚度随粘贴胶合竹板厚度的增加而增加。粘贴胶合竹板加固混凝土梁的理论计算和有限元分析(FEA)结果均与试验值吻合较好。     

二次受力下自密实混凝土加固RC柱抗剪性能有限元分析

在6根自密实混凝土增大截面加固柱的拟静力试验基础上,采用ABAQUS建立了自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的非线性有限元模型,并将抗剪承载力计算结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的可行性.对二次受力下自密实混凝土加固柱的抗剪承载力进行参数扩展分析,探讨初始应力水平对加固柱抗剪承载力的影响规律.结果表明,不同初始应力对加固柱的抗剪承载力影响较大,当初始轴向应力水平低于0.75时,加固柱的抗剪承载力随初始轴向应力的增大而增大,当初始轴压比达到0.75时,加固柱的抗剪承载力达到最大.初始轴向应力水平大于0.75后,抗剪承载力不再随初始轴向力的增大而增大.因此在加固工程中应根据不同初始受力来考察柱的抗剪承载力.     

无腹筋梁的碳纤维抗剪加固分析

目前碳纤维抗弯加固理论的研究已远远领先于碳纤维抗剪加固 .为此重点研究了无腹筋梁的碳纤维抗剪加固机理以及理论计算 .利用有关试验数据拟合了一条加固梁破坏时碳纤维布有效应变曲线 ,从而推出无腹筋梁碳纤维抗剪加固的理论公式 ,最后通过试验对理论公式进行校核并得出结论     

后张法预应力混凝土工字型桩力学性能试验

参照有关规范、理论及试验标准,对后张法预应力混凝土工字型截面桩进行抗弯、抗剪力学性能试验,通过分析2根受弯试验桩和2根受剪试验桩在受荷过程中裂缝的开展情况,测出工字型桩抗裂弯矩、抗弯承载力、抗剪承载力实测值;同时为完善预应力工字型桩力学性能理论公式,将试验结果与预应力工字型桩力学理论计算结果进行对比,分析两者是否存在较大的偏差。结果表明:工字型桩力学性能理论计算结果与试验结果基本上一致,差异较小,可以作为工字型桩力学性能理论计算公式;预应力工字型桩相比同等类型的矩形桩和方桩在力学性能、工程应用方面均具有一定的优势,发展前景良好。     

型钢轻骨料混凝土构件钢骨翼缘临界宽度比计算

对型钢轻骨料混凝土(SRLC)构件斜截面抗剪承载力计算模型进行分析,研究钢骨翼缘临界宽度比计算公式和相关影响因素.考虑型钢和轻骨料混凝土界面之间的粘结作用,建立剪切粘结破坏模式下的抗剪承载力.根据剪切粘结破坏和斜剪破坏抗剪承载力相等,推导钢骨翼缘临界宽度比计算公式,结合试验结果对临界宽度比的有效性进行验证.结果表明:当钢骨翼缘宽度比小于临界宽度比时,剪切破坏模式由斜剪破坏控制;反之,由剪切粘结破坏控制;混凝土强度对临界翼缘宽度比的影响最大.给出的钢骨翼缘临界宽度比计算公式可用于型钢轻骨料混凝土梁剪切破坏模式判别和抗剪承载力预估.