碳纤维布提高高强混凝土柱抗震能力评估方法

针对利用碳纤维布加固既有建筑中的高强混凝土柱，以及加固后抗震性能的评估问题，对7根高强混凝土柱进行试验研究，分析了碳纤维布约束高强混凝土的影响因素和约束机理．通过理论推导和统计回归的方法．提出了碳纤维布加固高强混凝土柱位移延性比的理论计算方法和基于两个回归公式的简化计算方法．两种计算方法概念清晰，简便适用，分析结果与试验值的相对误差控制在20％左右，可以满足抗震加固设计的要求．两个回归公式的决定系数R^2分别为0．97和0．99，具有很高的拟合精度，可用于碳纤维布约束混凝土柱的相关研究．     

碳纤维布加固震损SRC柱抗震性能有限元分析

为了深入研究碳纤维布加固震损型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能,基于试验研究,采用材料性能折减的方法考虑震损的影响,应用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维布加固震损型钢混凝土柱的抗震性能进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好。通过数值计算,分析了轴压比、碳纤维布加固量和地震损伤程度对加固效果的影响。分析表明,采用材料性能折减的方法是考虑震损对构件性能影响的一种有效可行方法;在轴压比0.2~0.5范围内,轴压比增加使型钢混凝土柱的极限位移减小;在碳纤维布加固层数1~3范围内,碳纤维布层数增加能提高型钢混凝土柱的极限承载力和极限位移;地震损伤程度达到0.6时,加固修复型钢混凝土柱抗震能力未能恢复至原构件。     

BFRP与CFRP加固混凝土短柱抗震性能试验研究

对5根采用玄武岩纤维布和碳纤维布加固的混凝土短柱和1根对比柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布环向包裹加固能显著改变混凝土短柱的破坏形态,提高混凝土短柱的抗剪承载力、延性和耗能能力.相同工况下,玄武岩纤维布加固短柱的抗震性能与碳纤维布加固的短柱相近.玄武岩纤维布因低廉的价格和较好的综合力学性能,在抗震加固领域将有较好的应用前景.     

震损方钢管混凝土柱加固方法对比试验研究

为了研究不同地震损伤程度下方钢管混凝土柱修复加固后的抗震性能,进行了7根柱的模拟地震加载、损伤修复加固和加固后的低周往复荷载破坏试验,研究了外包钢套和碳纤维布两种修复加固方法以及不同地震损伤程度对加固效果的影响。对比了两种方法的加固效果,并分析相应的加固机理。试验结果表明,经过外包钢套合理、可靠的加固柱的承载力和刚度有了显著提高,其抗震性能得到极大的改善;碳纤维布加固对承载力影响不明显,但改善了柱的延性,抗震性能得到了明显提高;在一定损伤程度下,加固柱恢复甚至超过受损前的抗震性能。对于方钢管混凝土柱来说,无论从极限承载力、延性、耗能能力及承载力和刚度退化来看,采用外包钢套、碳纤维布加固均是一种有效的抗震加固方法,就加固效果而言,外包钢套加固效果更优。     

型钢混凝土柱震后加固方法对比试验研究

为了比较型钢混凝土柱震后加固的抗震效果,基于碳纤维布或外包钢套加固型钢混凝土柱试验研究,分析了地震损伤程度以及加固方法的差异;主要比较了不同加固方法对重度损伤柱抗震效果的差异。研究表明,外包钢套有利于抑制加固柱承载力与刚度退化;碳纤维布有利于提高加固柱延性性能。重度地震损伤加固柱抗震性能得到恢复且超过原型对比柱,具有再次抵抗地震的能力,表现出良好地工程实践价值。     

预应力碳纤维条带加固混凝土圆柱滞回性能有限元分析

采用环向预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱,能够对核心混凝土提供主动约束,避免纤维复合材料的应力滞后,显著提高柱的承载力、延性和抗震性能.为模拟预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱拟静力试验的非线性响应过程,利用有限元软件ABAQUS的实体单元建立了圆柱的有限元模型,对其滞回曲线和骨架曲线等进行了分析,并将其结果与试验结果进行比较;最后进行了预应力度、轴压比对加固效果的参数影响分析.结果表明,实体单元有限元模型可以较好地模拟预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土圆柱在低周往复荷载作用下的非线性响应,使用预应力CFRP加固能够提高钢筋混凝土圆柱的抗震性能.     

纤维布加固高轴压混凝土柱抗震性能

设计了 3个高轴压混凝土柱试件 ,其中 1个为对比试件 ,2个为采用了不同包裹形式的纤维布加固试件 ;在低周反复荷载作用下 ,通过对试验现象和测试数据详细的描述与对比分析 ,研究了纤维布加固法对高轴压混凝土柱抗震性能的改善情况 ;利用通用有限元计算程序 ,对低周反复试验进行了全过程仿真模拟 .研究表明 ,适宜的纤维布加固方式 ,可以大幅度提高高轴压混凝土柱的抗震性能 ,同时利用考虑纤维布约束混凝土本构关系的有限元计算方法能够较为准确地模拟纤维布加固高轴压混凝土柱的非线性性能 .     

碳纤维布约束钢筋混凝土轴心受压柱的力学性能

对碳纤维布约束的钢筋混凝土柱进行了轴压性能试验.研究了混凝土强度、碳纤维布的包裹方式及碳纤维布抗拉强度等因素对约束钢筋混凝土柱的极限承载力及变形等力学性能的影响.试验分析的结果表明,随着混凝土强度的增加,碳纤维布约束加固效果将会降低,碳纤维布强度对其加固效果的影响也逐渐降低;在混凝土强度较低的情况下,采用高强一级碳纤维布加固效果较好;在相同的碳纤维布体积加固率的条件下,采用全包碳纤维布约束混凝土的加固方式比间隔包裹碳纤维布条带效果更好.     

预应力CFRP加固混凝土柱抗震性能的数值分析

采用预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱,可以提高柱的抗震性能.本文采用有限元分析软件ANSYS,对预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验过程进行了数值模拟分析,提出了分析同类问题的有限元算法,研究了预应力大小对预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,分析了预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱的破坏机理.分析结果表明:随着FRP片材预应力度的增加,被加固柱的滞回曲线趋于饱满,滞回环的外包面积增大,延性增加,其耗能能力和抗震性能显著提高.     

BFRP与CFRP约束混凝土短柱抗震性能计算分析

为分析玄武岩纤维布和碳纤维布约束混凝土短柱的抗震性能,对5根采用了2种纤维布横向包裹约束的混凝土短柱和1根对比混凝土短柱进行了低周反复荷载试验,分析了各试件的延性、刚度和承载力退化规律、等效粘滞阻尼系数,对各试件耗能能力进行了比较.BFRP布和CFRP布约束短柱极限荷载最大提高幅度分别为12.3％和9.7％,极限位移最大提高幅度分别为58.3％和83.3％.同等工况下,2种纤维布约束混凝土短柱的抗震性能相近.试验中,玄武岩纤维布和碳纤维布的抗拉强度均未充分发挥.     

CFRP加固素混凝土方柱试验研究

通过18根短柱试件的加载试验，研究了CFRP（碳纤维复合材料）加固对素混凝土短柱力学性能的影响。由于在高腐蚀环境下，表面粘贴CFRP还具有防腐作用，因此还研究了粘贴方式对加固力学效果的影响。试验结果表明：外包CFRP加固对素混凝土方形短柱的轴心抗压承载力有显著提高；采用完全外包的加固方式，在力学性能上不优于分条加固方式，但综合其力学性能和防腐作用后还是可取的；粘贴碳纤维加固素混凝土方柱尽管提高了承载力，但在延性上有所降低，对于抗震要求较高的构件进行CFRP加固设计时，要考虑到该因素。     

CFRP约束混凝土棱柱体的影响因素分析

为了研究CFRP约束混凝土棱柱体的受力性能,通过8组CFRP布约束混凝土棱柱体试件的轴心抗压试验,得出应力-应变关系曲线;分析碳纤维布在构件中分布、加固方式等试验参数对构件约束效果的影响。试验结果表明:混凝土棱柱体构件受碳纤维约束后承载力、延性提高的渐线形变化。     

高强箍筋约束混凝土桥墩的抗震耗能分析

利用有限元软件ABAQUS对8根分别配置PC钢棒或HRB500级钢筋作箍筋的高强混凝土桥墩进行了低周反复水平荷载下的抗震性能仿真分析,研究其滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、累积滞回耗能、能量延性系数等的变化规律.进一步探讨轴压比、配箍种类、箍筋间距、混凝土强度等对桥墩抗震性能的影响,结果表明:模拟结果与文献试验结果吻合良好,验证了有限元模拟的正确性;PC钢棒或HRB500级钢筋作高强箍筋约束高强混凝土在低周反复水平荷载作用下的滞回曲线均较饱满,滞回环包络面积大,延性和耗能能力好,且相比之下PC钢棒的抗震性能更为优越.     

CFRP约束圆钢管高强混凝土短柱轴压试验研究

为研究混凝土强度、径厚比、CFRP(碳纤维增强复合材料)层数及CFRP包裹方式等参数对CFRP约束圆钢管混凝土轴压静力性能的影响,进行了6个圆钢管混凝土短柱和18个CFRP-钢管混凝土短柱的轴压对比试验.研究发现CFRP的约束对圆钢管混凝土承载力有较显著的提升,且承载力的提高幅度随着CFRP的增加而增加.钢管高强、超高强混凝土短柱的破坏形态呈现为剪切破坏,延性较差,CFRP的约束可以改善其延性,且CFRP层数越多延性越好.半包CFRP试件性能接近于全包CFRP试件性能.随径厚比增大,CFRP约束效果下降.若黏结良好,试件失效前,CFRP与钢管能保持协同工作;最后选取了3个经典的CFRP约束钢管混凝土轴压承载力公式进行验算,发现基于CFRP和钢管双重约束的公式能较好地预测其承载力.     

反复荷载作用下复合加固损伤混凝土柱性能的试验研究

针对柱身已开裂、柱底固定端已形成塑性铰的严重损伤的3根钢筋混凝土柱,采用沿柱高粘贴CFRP布箍和底部固定端反贴角钢的共同加固新方法,可以达到既加固钢筋混凝土柱身,又使柱底重新成为固定端的目的.然后,对已进行加固的3根柱子进行模拟地震作用的水平低周反复荷载试验,研究二者复合加固严重损伤的混凝土柱的性能.基于试验结果,分析了加固柱的延性、刚度和承载力退化规律以及加固材料（角钢和CFRP布箍）的受力性能.结果表明,CFRP布箍可以有效地约束混凝土的横向膨胀;角钢的竖向钢板在柱底部作用最大,均可以达到屈服强度,但距离底部越远的钢板的应力大幅度降低;水平钢板破坏时是压曲破坏.     

GFRP/CFRP混杂约束混凝土柱极限承载力试验

为研究不同FRP片材约束形式对混凝土柱极限承载力的影响,对6个素混凝土柱、钢筋混凝土柱、混杂纤维片材约束混凝土柱轴心受压情况下的极限承载力进行了试验研究,并就不同类型柱体的极限承载力进行了对比分析.研究表明:外包GFRP/CFRP混合纤维片材能够约束混凝土柱体的变形;GFRP/CFRP混合纤维片材约束素混凝土柱与约束钢筋混凝土柱的承载力较接近.图3,表4,参8.     

高强约束混凝土短柱强度研究

本文通过高强约束混凝土短柱的试验表明在混凝土短柱中,由于采用了密排箍筋约束混凝土的侧向变形,克服了高强混凝土的脆性,并使高强纵筋与高强混凝土很好地协同工作,大幅度提高混凝土短柱的强度及变形能力,使短柱具有良好的力学性能。根据试验结果,得出了短柱峰值荷载的计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

基于截面条带法的高强混凝土柱的滞回性能的分析

为了研究高强混凝土柱的滞回性能，采用了一种更简便实用的分析方法——截面条带法，并根据截面条带法编制了计算高强混凝土柱的荷载-位移（P-△）滞回曲线的计算程序，其数值计算结果与实验结果吻合良好，利用该计算程序，笔者分析了配有高强钢筋的高强混凝土柱中，混凝土强度、轴压比、配箍率、箍筋强度等级及间距、纵向钢筋配筋率及强度等级等参数对柱的滞回曲线的影响，为进一步研究高强钢筋作柱的纵筋和高强钢筋作柱的横向约束钢筋对钢筋混凝土柱延性的影响提供了良好的条件。     

负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究

通过32个碳纤维布约束混凝土圆柱的轴压试验,研究了圆柱在不同的负载水平、混凝土强度和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析.试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果有明显影响.随着负载水平的提高,第2阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应.在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据试验结果,首次提出了考虑负载影响的第2阶段刚度、侧向膨胀系数、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土圆柱的应力-应变关系计算模型.