粘贴钢板或碳纤维加固受弯构件效果对比试验研究

通过两组钢筋混凝土简支梁在相同条件下预先加载至开裂后采用受拉边粘贴钢板或粘贴碳纤维布,受压边增大截面的加固试验,对比两种情况下的梁的跨中挠度、原受拉钢筋应变、新增钢板或碳纤维应变、原梁顶混凝土应变及新增混凝土顶面应变随弯矩的变化,分析其加固效果.结果表明:粘贴钢板加固与粘贴碳纤维加固相比,前者对截面各新旧材料受力和梁的刚度改善程度明显高于后者;前者对抗弯能力提高方面也明显优于后者;后者适合用于梁的抗裂加固,而不适合用于提高抗弯能力及变形能力加固;涂抹法粘贴钢板加固在抑制裂缝开展方面不如粘贴碳纤维加固;对适筋梁,纤维的高强度难于得到发挥.     

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.     

碳纤维布加固对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响

正确评估FRP(Fiber Reinforced Polymer)加固对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响是确定FRP加固效果的重要问题之一.本文采用外加电流加速腐蚀法对96个预埋钢筋的试件进行腐蚀,腐蚀完成后横向包裹2层单向碳纤维布;通过拉拔试验研究了碳纤维布加固、钢筋种类、保护层厚度及腐蚀率对腐蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响规律,探讨了拉拔破坏机理.研究表明:(1)碳纤维布约束使螺纹钢筋试件破坏模式由混凝土劈裂破坏转变为钢筋拔出破坏;(2)钢筋种类、保护层厚度是影响钢筋峰值粘结强度的主要因素,螺纹钢筋试件的峰值粘结强度约为光圆钢筋的2倍;(3)当实际腐蚀率小于5%时,碳纤维布约束对提高钢筋峰值粘结强度作用较小,腐蚀试件峰值粘结强度与未腐蚀试件峰值粘结强度之比(简称比峰值粘结强度)提高约5%—7%,但碳纤维布约束使拉拔全曲线下降段变得平缓,粘结应力维持在较高的水平;(4)当实际腐蚀率大于5%时,腐蚀试件的峰值粘结强度随着腐蚀率增大逐步降低.     

粘贴角钢加固T型混凝土梁受弯性能试验

目的为研究粘贴角钢加固T型混凝土梁的受弯性能及影响因素.方法设计了8根T型混凝土梁,考虑角钢加固量、混凝土等级、配筋率、U型箍间距4个因素,进行T型混凝土梁受弯性能试验.结果增大角钢加固量,极限承载力提高幅值最大.增大配筋率,极限承载力提高幅值最小;过大的角钢加固量及U型箍间距会使加固件延性降低;U型箍间距较小的试件,钢筋应变发展缓慢,但角钢加固量对钢筋应变影响很小;角钢加固量较大的试件,角钢应变发展较为缓慢,而U型箍间距对角钢的应变影响甚微.结论采用粘贴角钢的方法能够很好地改善T型混凝土梁的受弯性能,且裂缝和应变的发展均有所延缓,在工程实践中可以采用该方法对T型混凝土梁进行加固.     

自密实混凝土与老混凝土粘结抗剪性能试验研究

对9组27个山形试件的自密实混凝土与老混凝土粘结面进行抗剪试验,考察刻槽密度、粘结面积、植筋对自密实混凝土与老混凝土粘结面抗剪强度的影响.试验结果表明,粘结面的不同处理方法对其抗剪强度影响较大,增大刻槽密度效果远好于增加新老混凝土的粘结面积,植入抗剪钢筋效果不如增大刻槽密度明显.通过试验分析,得出自密实新混凝土与老混凝土粘结抗剪强度计算式,为实际加固工程提供参考.     

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。     

混凝土结构加固技术探讨

本文分析了混凝土结构常见的缺陷,介绍了传统加固方法包括粘钢加固法、预应力加固法、外包钢加固法、置换加田法及间接加固法;新型加固方法包括绕丝加固法、粘贴钢筋加固法、玻璃钢加固法及碳纤维加固法。并对未来加固技术进行了展望。     

CFRP加固RC简支T梁桥受力性能试验研究

为深入研究粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土T梁桥的加固效果,结合某桥梁大修工程,通过在简支T梁梁底粘贴4层碳纤维布以提高其正截面承载能力.为检验加固效果,分别在加固前后对试验孔进行荷载试验,加固前后均采用两辆重约330kN的同型号三轴载重汽车作为试验荷载,重点检测了加固前后主梁跨中挠度、梁底混凝土及碳纤维布应变以及裂缝扩展情况.荷载试验结果表明,在简支钢筋混凝土梁桥上粘贴碳纤维布可有效抑制混凝土开裂,增加破损主梁的抗弯刚度,提高上部结构整体受力的能力.     

粘贴碳纤维片材加固钢筋混凝土梁正截面承载力试验研究

对 1 5根钢筋混凝土适筋梁粘贴碳纤维片材加固后的抗弯性能进行了试验研究 ,在试验的基础上对加固后试件胶层 -混凝土界面粘结失效导致的破坏形式进行了分析 ,提出应当对加固材料的极限应变进行限制 ,在加固中宜采用中等强度的粘贴材料     

碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁抗弯性能研究

为研究碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁的的抗弯性能,通过外加电流法获得锈蚀钢筋混凝土梁粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验。结果表明:锈蚀钢筋混凝土梁整体上随着钢筋锈蚀率的提高,其承载力和抗弯刚度不断降低;锈蚀严重时,会发生脆性破坏;锈蚀混凝土梁粘贴碳纤维布加固可以明显提高其承载力和抗弯刚度;同时随着钢筋锈蚀率的提高,抗弯刚度的增加幅度也不断提高,而承载力的增幅影响不大。在试验及分析结果的基础上,引入锈蚀梁整体刚度退化系数以及考虑到碳纤维布拱作用模式的影响,进而提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方法。     

钢筋混凝土梁的抗弯加固中碳纤维板用量研究

通过碳纤维板加固的4根足尺钢筋混凝土梁的试验研究,证明碳纤维板用量对加固梁的破坏模式和极限承载力有显著影响.在试验的基础上,根据界限破坏模式和延性问题提出了最小和最大碳纤维板使用面积的计算方法,并给出了相应的计算公式;采用Smith-Teng模型和修正的Cheng-Teng模型分析了碳纤维板加固钢筋混凝土梁时需要的粘贴长度,并通过简化修正得出了碳纤维板加固钢筋混凝土梁最小粘贴长度的计算公式.本文结果可供碳纤维板加固工程设计和施工参考.     

粘贴碳纤维或钢板加固受弯构件的效果对比

粘贴碳纤维或钢板是桥梁加固中常用的两种被动加固方法,以粘贴碳纤维布和钢板加固钢筋混凝土T梁为例,从加固计算原理、加固后承载力、各材料强度和刚度方面对比分析加固效果.计算结果表明:粘贴1~3层碳纤维布加固与粘贴4~10 mm钢板加固对比,前者对梁的承载力及刚度提高效果都不如后者;粘贴碳纤维布的高强度没有得到充分发挥,加固对各材料的应力强度改善不明显,适合于构件的抗裂性加固;若要提高梁的承载力和整体刚度,采用粘贴钢板加固比较合适.     

不同轴压比下的自密实混凝土加固框架节点抗震性能试验研究

制作了3个自密实混凝土加固框架中节点,采用MTS伺服加载系统进行自密实混凝土加固节点的拟静力试验,研究不同轴压比对自密实混凝土加固节点抗震性能的影响.3个加固试件的轴压比分别为0.1,0.2,0.3.通过对试件破坏过程、新老钢筋应变、荷载位移滞回曲线等试验结果的分析得到:随柱端轴压比的增加,柱端压力对节点核心区的约束作用逐渐增大,加固节点的抗剪承载力、耗能能力、结构刚度等随之提高,而加固节点的极限位移、位移延性系数随之降低.     

粘贴形式对CFRP布约束柱轴压性能影响试验研究

为研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)的不同粘贴方式对于约束加固柱轴心受压性能的影响,文章设计了6个试件进行静力轴心受压试验。结果表明:当CFRP布用量相同时,单层纤维全包形式对柱的约束效果较弱,改为2层条带式加固后柱承载力明显增大;对于不同条带参数的试件,当条带宽度和间距越小时,加载过程中试件混凝土表面裂缝越密集,条带断裂时破坏范围越大,试件加固后承载力增长越大,但变形能力增长有所降低。最后通过试验结果分析给出使柱获得较高加固效率的CFRP布条带参数。     

CFRP-钢管混凝土加固RC短柱偏压性能试验

通过8根碳纤维增强复合材料(CFRP)-圆钢管自密实混凝土复合加固和4根圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土(RC)方形短柱的受压试验,研究了复合加固RC短柱偏压受力性能,分析了偏心距和CFRP层数对复合加固RC短柱的破坏形态、承载力、刚度和延性的影响.复合加固RC短柱的破坏形态包括端部混凝土的压碎、受压区钢管屈曲和CFRP断裂.加固试件表现出延性破坏特征,达到极限承载力后,仍具有一定的承载和变形能力.随着偏心距的增大,加固试件变形增大;偏心距为20,40和60 mm的试件极限承载力平均降低幅度分别约为25%,37%和42%.随着CFRP层数的增加,加固试件变形减小,延性降低;CFRP层数为1和2的试件极限承载力平均提高幅度分别约为16.2%和39.8%.     

胶结面缺陷对堆石混凝土抗压强度影响

堆石混凝土(rock-filled concrete, RFC)独特的施工技术导致其缺陷与传统混凝土不一样。通过物理试验与真实破坏过程分析(realistic failure process analysis, RFPA)数值模拟探讨了堆石混凝土中堆石与自密实混凝土(self-compacting concrete, SCC)胶结面缺陷及自密实缺陷对其抗压性能的影响。结果表明：随着缺陷数量的增加,堆石混凝土的无侧限抗压强度下降。同等缺陷数量下,胶结面缺陷试件的抗压强度低于自密实缺陷试件。同时,声发射分析显示,胶结面缺陷试件破坏所需能量更低,表明胶结面缺陷对材料力学性能有更为显著的负面影响。这些发现为理解和改善堆石混凝土结构设计与耐久性提供了重要参考。     

喷射GFRP加固开窗洞砌体墙抗震性能试验研究

通过3片砌体墙试件的水平低周往复加载抗震试验,研究喷射玻璃纤维聚合物加固和粘贴碳纤维布加固开窗洞无筋砌体墙的抗震性能.通过分析各墙片的破坏形态、抗震抗剪承载力、滞回特性、刚度退化及耗能能力,比较2种不同的纤维增强聚合物加固方案对开窗洞砌体墙片的抗震加固效果.试验结果表明,采用喷射玻璃纤维聚合物加固试件的极限承载力、延性系数和耗能系数较未加固试件分别提高223.8%,125.4%和5.6%,其抗剪承载力提高幅度、对抗震性能的改善以及保障洞口安全方面均优于粘贴碳纤维布加固方法;喷射玻璃纤维聚合物加固层可以与砌体有效粘结,协同工作,发挥显著的抗震加固效应.     

碳纤维片材加固RC梁四点弯曲的多重开裂分析

借鉴复合材料力学的分析方法,建立一种分层剪滞模型,研究了碳纤维片材加固钢筋混凝土梁在四点弯曲载荷作用下的多重开裂破坏,求得了梁纯弯段下部钢筋保护层中的最大裂缝宽度和裂缝密度与施加载荷和碳纤维片材的粘贴层数之间的定量关系,计算结果与现有实验值较吻合.结果表明:施加载荷愈大,裂缝密度和宽度愈大;随着碳纤维片材粘贴层数的增加,裂缝间距明显变小,最大裂缝宽度则基本保持稳定;在碳纤维片材粘贴层数较小的情形下,当施加载荷达到或超过某值时,梁纯弯段下部混凝土保护层将出现饱和裂缝群.     

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。     

复合材料加固混凝土桥梁结构有限元模拟

 复合材料胶接修复加固技术具有修复速度快、结构增重少、高效可靠等诸多优点,已成为加固修补混凝土结构的新型技术。采用有限元方法,对比分析了复合材料加固钢筋混凝土桥梁结构前后的力学性能,并研究了复合材料粘贴面积、纤维铺层角度,以及铺层材料及顺序对钢筋混凝土桥梁加固效果的影响。结果表明:与加固前相比,加固后混凝土桥梁内部的应力、应变及最大变形有明显降低,最少可分别降低60%,56%和11%。且复合材料粘贴面积和纤维铺层角度对桥梁的加固效果有显著的影响,而铺层材料及顺序对其加固效果则无明显影响。实验结果显示,最佳加固方案为:全部采用碳纤维复合材料、预浸料带数量为5、纤维铺层角度为[0]₄。该方案加固后桥梁内部的最大应力为81.7 MPa,最大应变为0.27%,最大变形为15.96 mm。