碳纤维筋混凝土结构设计及施工技术探讨

碳纤维筋应用于混凝土结构方面研究正引起国内土木工程界关注并已开始在工程中应用，但工程实例多为工程加固，以碳纤维筋替代钢筋用于新建工程国内尚无实例。日本爱知县南设乐郡郊区俱乐部内飞翔桥全长111m，净跨75m，宽度3.6m，是世界上第一座采用碳素纤维筋作为张拉材料的预应力砼桥。该文以飞翔桥为例，从设计、施工角度探讨碳纤维在混凝土工程中的应用技术。     

CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁承载力试验研究

随着碳纤维(CFRP)新型复合材料广泛的应用于房屋、桥梁、工业厂房、海洋平台等新建工程及加固维修工程中,国内外对CFRP筋混凝土的研究越来越多,大多数是对简支梁的研究,对CFRP筋连续梁的研究还比较少,但实际工程中大部分梁为连续梁。设计5根碳纤维预应力棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋混凝土连续梁进行承载力试验研究,考虑弯矩重分布对连续梁跨中承载力的影响,提出了碳纤维预应力棱柱体复合筋混凝土连续梁极限承载力的理论建议公式。结果显示,理论计算值与试验结果吻合良好,为CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁在工程上的应用提供了较好的理论基础。     

碳纤维增强钢筋混凝土框架柱的界限轴压比和延性分析

以新抗震设计规范为依据，分析并推导出碳纤维增强钢筋混凝土框架柱截面在界限破坏条件下的轴压比，研究了纵筋、箍筋和碳纤维布对柱轴压比限值和延性限值的影响。研究结果表明，纵筋等级越高，界限轴压比越小；箍筋和碳纤维布的体积配箍率越大，界限轴压比越大；现有公式不适用于约束混凝土柱在高轴压比下发生大偏心受压破坏时位移延性比的计算，因此对高轴压比下约束混凝土柱的延性性能需要进一步研究。     

关于薄壁混凝土舟预应力施加的研究

薄壁混凝土舟是一艘由特殊轻质混凝土建造的整体密度小于水的独木舟。预应力技术在薄壁混凝土舟中对提高船壁强度及整体刚度有重要作用。该文在原有预应力施工方式的基础上进一步研究,对不同轻质混凝土配比、不同张拉材料、不同张拉方式进行实验研究,最后总结出最优施加方式:以钢绞线作为纵向预应力筋,碳纤维作为横向预应力筋,同时采用碳纤维栅格网作为加强材料。选择以钢绞线为预应力筋,选择碳纤维格栅作为预应力混凝土的加强材料。由于我们建模分析时采用了简化的举行模型,并且计算时的支座约束和实际有出入,实际情况与之相比略有出入,我们须适当降低要求提高容错。     

一种碳纤维预应力筋锚具的试验研究

由于碳纤维预应力筋可以解决钢筋的腐蚀问题，自上世纪80年代中期以来，欧美、日本等国开始使用碳纤维筋作为预应力材料并在工程中应用。以往的预应力筋都是以钢材料为主，所以锚具通常采用夹片式、镦头式、挤压式等。而对于碳纤维筋来说，就不能全采用预应力钢筋的夹持方法。因此，我们在参考国外经验的基础上，以φ10mm碳纤维棒为研究对象，研制出一种新的碳纤维锚具。     

一种CFRP筋在预应力混凝土梁中的应用研究

碳纤维增强塑料筋（CFRP筋）是一种强度高、密度小、耐腐蚀性能良好的非金属材料,可以替代预应力混凝土结构中的普通预应力钢筋,有较大的发展前景．本文对一种国产CFRP筋应用于预应力混凝土梁中的相关性能进行了试验研究,研究内容包括在混凝土中的粘结性能、张拉阶段的预应力损失以及梁试件的受力性能．研究结果表明该筋及其配套锚具适用于后张无粘结预应力混凝土梁中,相应张拉阶段的预应力损失以及梁试件在加载阶段的受力情况与普通无粘结预应力混凝土粱相似,具有一定的工程应用价值．     

碳纤维掺量对单筋拉拔混凝土试件界面力学性能的影响

将单丝钢筋与混凝土的界面看作为独立的材料相,分别运用物理实验和数值模拟方法研究了单筋拉拔过程中碳纤维掺量对碳纤维增强混凝土(CFRC,Carbon Fiber Reinforced Concrete)试件粘结滑移性能的影响.物理实验表明,相比于普通混凝土,单筋在碳纤维增强混凝土基体中的拉拔粘结强度随着碳纤维掺量的增加而增强.数值模拟分析结果得到了材料试件的整体力学性能指标,再现构件的拔出破坏演化过程,表明它是一个细观损伤不断萌生、扩展、滑移并最终拔出破坏的渐进过程,单筋拔出损伤演化过程的声发射结果揭示了试件的失稳破裂机理.     

轻骨料碳纤维混凝土

综述了轻骨料混凝土与碳纤维混凝土的研究现状和应用现状，讨论了轻骨料碳纤维混凝土研究的主要问题，并对其应用前景进行了展望。     

井形碳纤维箍筋混凝土梁抗剪承载力试验

针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer Plastic，CFRP)筋混凝土梁中封闭箍筋难以弯折成型、制作困难的现状，拟采用“井”字形CFRP箍筋承担斜截面剪力。设计了4个不同配箍率的足尺寸混凝土梁，进行4点弯曲静力加载试验，得到了其在不同配箍率下剪弯段的极限承载力及破坏形式，分析了箍筋应力的变化规律。结果表明：配箍率是影响“井”字形CFRP箍筋的混凝土梁抗剪承载力和破坏模式的一个重要指标，配箍率增大时“井”字形CFRP箍筋的混凝土梁的抗剪承载力显著提升，破坏模式从剪压破坏逐渐转为斜压破坏；通过对梁控制截面上箍筋与纵筋交接位置处锚固性能的理论分析，得出了该位置CFRP“井”字形箍筋的锚固粘结力，其值大于相应锚固段的边界剪力，能够满足斜截面受剪承载力的要求。试验和理论分析结果证明了“井”字形CFRP箍筋用于混凝土梁斜截面抗剪的可行性，可促进CFRP筋在混凝土结构中的大量应用。 关键词：“井”字形FRP箍筋; 受剪承载力；混凝土梁；配箍率     

碳纤维加固混凝土技术研究进展综述

碳纤维加固修补混凝土结构技术是一项新兴的结构加固技术,用于补强加固混凝土构件及改善结构的受力性能。碳纤维材料具有轻质、耐腐、高强及施工便利等特点,在加固领域得到了广泛的应用。该文简要介绍了碳纤维加固的研究背景及其各种优点,对国内外碳纤维加固混凝土技术的研究现状做了初步的总结,列举了碳纤维加固混凝土技术在实际工程中的一些应用。最后指出碳纤维加固混凝土技术的理论研究和实际工程应用中的不足,并提出了目前存在的一些问题。     

碳纤维加固钢筋混凝土受扭梁的试验研究

介绍了碳纤维加固钢筋混凝土纯扭梁的试验过程和结果,试验研究的主要参数为碳纤维加固和加固方式,试验结果表明,碳纤维加固后梁的极限承载力得到了较大的提高,但当梁为少筋梁或混凝土强度较低时,最终破坏由梁本身引起,碳纤维强度不能充分发挥,因此增加加固碳纤维量对梁的承载力的提高作用不大;碳纤维加固抗扭梁时,碳纤维间隔粘贴比满贴效率更高;此外,碳纤维与混凝土的粘结强度也是影响加固效果的主要因素之一。     

现浇框架结构柱端CFRP加固强柱弱梁效果分析

为研究柱端碳纤维增强复合材料(CFRP)加固对框架结构强柱弱梁效果的影响,利用有限元软件ANSYS对一栋三层现浇钢筋混凝土框架结构做了拟静力数值分析,考虑了现浇楼板对梁抗弯承载力的影响,对框架结构普通梁板柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比。分析结果表明,梁肋附近楼板钢筋应力随梁端弯矩加大而明显增加,现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响不容忽视。在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力及延性,使塑性铰首先出现在梁端,使钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近"强柱弱梁"的特点。     

碳纤维增强复合材料编织网混凝土梁试验研究

将碳纤维增强复合材料（CFRP）编织成正交网格,并经环氧树脂胶固化形成受力骨架,代替钢筋混凝土梁中的钢筋,以解决普通钢筋混凝土中钢筋易锈蚀的问题。通过对3根不同配筋率的CFRP编织网混凝土梁的弯曲性能试验,观察在各级荷载作用下构件的应变变化、挠度发展、破坏过程及破坏特征,对其受弯承载力及抗弯刚度等弯曲性能进行分析。试验结果表明：CFRP编织网与混凝土有良好的粘结性能,二者协同受力性能良好;破坏前,试件有明显的塑性变形,有明显的破坏预兆,延性性能较好;随着配筋率的提升,构件承载能力、抗弯刚度较大幅度提升。试件破坏时,CFRP编织网纵向受力筋均未达到其抗拉强度,故在以后的试验中可对编织网的纵向受力筋施加一定的预应力,以提高CFRP编织网的利用率。     

梯度锚固预应力NSM CFRP加固 RC梁静力及疲劳性能研究

针对表层嵌贴预应力CFRP加固梁因黏结端部应力集中导致混凝土保护层易剥离破坏的问题,提出了在CFRP端部设置梯度预应力的构造措施,并通过构件试验系统研究了梯度锚固预应力CFRP加固梁的静载和疲劳性能.试验结果表明:在静力荷载作用下,梯度锚固预应力CFRP加固梁极限荷载较普通表层嵌贴预应力CFRP加固梁最大提高35.06％,破坏模式由端部保护层剥离破坏转变为保护层剥离与CFRP断裂复合破坏,梯度锚固预应力CFRP加固显著提高了RC梁的静载性能,且有明显的黏结应力峰值传递现象;疲劳荷载下梯度锚固预应力加固梁的疲劳寿命也较普通嵌贴加固梁显著提高,且疲劳破坏模式由端部保护层剥离转变为纵向受拉钢筋疲劳断裂;梯度锚固预应力构造显著增强了加固梁抵抗剥离破坏发生的能力,提高了加固梁疲劳性能.     

用无机胶粘贴CFRP布加固损伤 RC连续梁受弯性能试验

用无机胶粘贴一层CFRP布对2根损伤配筋混凝土连续梁进行抗弯加固.采用跨中加载的方式来测试加固后梁的抗弯性能,获得加固后梁的抗弯承载力、跨中荷载-位移曲线等试验数据.试验梁出现了纵向受拉钢筋先屈服,然后CFRP布被拉断的破坏模式.基本满足平截面假定.试验结果显示,用无机胶粘贴CFRP布加固损伤配筋混凝土构件是可行的.提出了用无机胶粘贴CFRP布加固受损配筋混凝土连续梁的抗弯承载力计算公式.     

CFRP加固钢筋混凝土曲梁的抗弯性能试验研究

对碳纤维复合材料加固桥梁后的受弯承载力进行了试验研究。采用16个钢筋混凝土曲梁和直梁试件进行三点弯曲试验模拟CFRP加固桥梁的抗弯加固,得到了荷载、挠度和跨中CFRP应变,为CFRP加固钢筋混凝土曲梁提供试验数据,为碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用积累经验。     

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。     

水浸与周期荷载耦合下CFRP锚固系统的耐久性分析

借助光纤布拉格光栅(FBG)传感器,在不同浸润时间下,对碳纤维复合材料(CFRP)锚固结构进行周期荷载实验,探究水浸与周期荷载下CFRP锚固结构的耐久性.试验结果表明:随着循环次数的增加,环氧体塑性变形减小,并趋于稳定;水浸与周期荷载作用下,锚具内CFRP筋发生变形,但无脱锚现象发生;CFRP筋与环氧体界面受水浸环境影响小,筋材表面无腐蚀.     

CFRP筋混凝土梁正截面承载力设计建议

CFRP加固混凝土结构技术具有诸多优点,目前在国内外得到广泛的运用．国外对CFRP筋混凝土梁正截面承载力公式制定了规范,而我国还没有对CFRP筋混凝土梁正截面承栽力制定专门的规范．本文在试验基础上,参考国外的有关资料,提出了CFRP筋混凝土梁正截面承载力设计建议．结果表明本文的承载力建议值与实验结果吻合较好,能较准确地计算CFRP筋混凝土梁的承载力,为工程设计提供了参考．     

环氧涂层钢筋混凝土结构的试验研究

彻底解决混凝土结构中钢筋锈蚀问题的有一个有效的方法是采用环氧涂层钢筋,据此,研究了48个拉拨试件对具有不同涂层厚度的环氧涂层钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能,6根梁试件对环氧涂层钢筋混凝土梁的受力性能和设计方法,提出了相应的设计建议,研究成果可为环氧涂层钢筋在混凝土结构中的应用推广提供科学依据。