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。     

混凝土轴心受压加固结构受力分析与工程实例

在加固设计中,经常对承载力不够的钢筋混凝土柱进行加大截面加固,但都是采用最终荷载（旧荷载＋新荷载）对加固后的柱截面进行承载力设计计算,这样就忽略了加固结构的二次受力,以及原有截面应变、应力的大小对后加截面参与工作程度的影响。对混凝土加固结构进行了受力分析,并对混凝土结构加固技术规范（CECS25：90）和混凝土结构加固设计规范（GB50367-2006）中正截面轴心受压承载力公式进行了对比分析,提出了各自公式的可适用条件。最后,通过两个工程实例验,证了考虑加固结构二次受力加大截面加固钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力公式。     

二次受力条件下增大截面加固梁的试验研究

通过试验研究了二次受力条件下增大受拉区截面加固的梁的力学性能,主要考虑了增大截面的高度和初始荷载两个主要影响因素,对比分析了梁的极限荷载、荷载-挠度曲线及钢筋的应变变化。研究结果表明：采用增大截面法加固可有效提高梁的极限承载力和刚度,其极限荷载受初始荷载等级的影响较小,其荷载-挠度曲线包括混凝土开裂、上下层纵向受拉钢筋先后屈服及梁的破坏四个阶段。最后,认为二次受力条件下增大截面加固梁在实际使用中应避免产生过大的变形。     

CFRP布加固受弯钢梁试验研究与理论分析

为进一步研究碳纤维布（carbon fiber reinforced polymers,以下简称CFRP）加固钢结构抗弯力学性能,在现有研究的基础上,设计两根试验钢梁,对CFRP布加固钢梁与未加固钢梁进行力学性能对比分析.试验表明：碳纤维加固有效提高了钢梁的承载能力,且对屈服载荷影响更为明显;经加固后的组合钢梁,刚度提高,这是由于当超过屈服载荷时,CFRP布开始承担一部分载荷.另一方面,对加固钢梁进行受力分析,并进行承载力推导.弹性工作阶段,采用截面等效代换方法对加固钢梁进行承载力计算;弹塑性工作阶段,根据塑性铰区位置不同分别对两种受力状态下的加固钢梁进行受力分析与承载能力计算,将试验结果与理论计算对比,吻合良好.     

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。     

二次受力下粘贴加固受弯构件承载力计算

根据粘贴加固的桥梁受弯构件中各种材料的应力-应变关系和平截面假定,归纳总结了二次受力条件下影响的粘贴加固受弯构件的正截面承载力计算方法。对二次受力下粘贴加固受弯构件正截面承载力的影响进行了分析,并给出了算例。     

预应力碳纤维布加固钢梁的试验研究

通过预应力碳纤维布(CFRP)与非预应力CFRP加固钢梁的对比试验,研究了不同加固方法下被加固钢梁的受力性能、破坏形态与破坏机理.试验表明:相对于非预应力CFRP加固梁,预应力CFRP加固钢梁可充分发挥碳纤维布高强的特点,提高CFRP的强度利用率,试验梁的屈服荷载、极限荷载和刚度均有明显提高.分为弹性和弹塑性两个阶段,对钢梁屈服前后预应力CFRP加固钢梁正截面承载力进行分析,提出了不同阶段设计计算方法,其计算结果与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考依据.     

单面增大截面加固剪力墙的偏压仿真试验研究

增大截面加固法是加固钢筋混凝土结构常用而有效的方法,其中双面增大截面加固法在剪力墙结构加固工程中采用较多,但是会因为建筑立面、使用功能及施工条件的限制而无法使用,单面增大截面加固法往往可以解决以上问题.为探究单面增大截面法的加固性能,配合后期的实体模型试验研究,将实际工程普通一字型剪力墙按1∶3比例缩尺建立未加固剪力墙、双面增大截面加固剪力墙、单面增大截面加固剪力墙3组模型,采用大型有限元分析软件ABAQUS对3组剪力墙模型进行偏心受压静力仿真试验,对比研究其从弹性阶段到破坏全过程的破坏特征、应力应变规律及受压承载能力.仿真试验结果表明:单面和双面增大截面加固法均能大幅提高剪力墙的正截面承载能力(提高系数分别为2.8,3.5)、刚度、延性等受力性能,其中单面加固剪力墙的正截面承载力约为双面加固的77%,建议根据剪力墙加固工程实际条件进行选用.该结果可为合理地进行剪力墙的加固设计提供理论依据.     

柱截面形状对纤维布约束混凝土柱加固效果的影响

采用ANSYS对不同截面形状的纤维布约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能进行了非线性数值分析,研究了纤维布约束钢筋混凝土不同截面形状柱的破坏形态和受力机理,结果表明:截面形状对加固柱的加固性能有明显影响,在实际工程中柱截面形状宜优先选用倒圆角截面。     

负载下焊接加固铁塔角钢轴压构件的受力性能

为研究不同加固截面形式、初始负载大小对铁塔轴压角钢焊接加固后受力性能的影响,选择了方形和L形两种加固截面形式,在4档不同初始负载下进行了焊接加固角钢的轴压单调加载静力试验,得到了焊接加固后角钢的荷载位移曲线、极限稳定承载力和破坏模式.针对试验试件建立了有限元模型,进行了考虑焊接间接热力耦合方法的数值模拟计算.对比试验和数值计算结果表明:两种加固截面破坏模式为整体弯曲失稳;相对于方形加固截面试件,L形加固截面试件对于热输入的影响更加敏感,延性较差;当初始负载名义应力比不超过0.3时,可以忽略初始负载大小对加固后角钢轴压构件极限稳定承载力的影响.