国内外CFRP布加固混凝土柱抗震性能研究现状

通过国内外目前对CFRP布加固混凝土柱的研究成果,总结了加固后的混凝土柱在弯矩、剪力作用下延性、极限承载力、耗能能力的改善情况,并提出了受扭柱加固的研究价值。     

低周反复荷载下核心高强混凝土柱抗震性能试验研究

完成了9根以轴压比、核心高强混凝土面积为参数的核心高强混凝土柱水平低周反复荷载试验,描述了试验柱的破坏过程,测得了荷载-位移滞回曲线,分析了试验柱的耗能性能、抗力衰减、骨架曲线及延性性能.试验结果表明:对于剪跨比为3,轴压比n_o=0.33～0.42的核心高强混凝土柱,在水平低周反复荷载作用下发生压弯破坏,滞回曲线饱满,无明显的捏缩现象,位移延性系数均大于3,延性较好.     

CFRP组合加固改善高强混凝土方柱抗剪性能试验研究

利用低周反复荷载试验手段,研究了4种不同CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布加固方式(横向包裹CFRP布、横向包裹CFRP布和植螺栓杆组合,以及横向包裹CFRP布和宽、窄夹板组合)对高强混凝土柱抗剪性能的作用.通过分析以上4种不同加固方式对试件的延性、塑性铰转动能力,以及刚度退化等方面的影响,得到如下结论:4种加固方式均可改善抗剪不足高强混凝土方柱的抗剪性能,有效提高试件的变形能力,其中横向包裹CFRP布和窄夹板组合加固方式加固效果最好;同时,在试验基础上提出适用于高强钢筋混凝土柱的刚度退化模型,并与试验结果进行比较,发现试验结果与模型吻合较好.     

高强混凝土扁柱拟静力试验

为研究高强混凝土扁柱的抗震性能,以6根缩尺模型为1∶3的不同轴压比、混凝土强度、剪跨比扁柱试件为研究对象,采用拟静力试验方法,通过对试验现象的观察以及试验数据的处理,定量地从刚度、骨架曲线、滞回曲线、延性、耗能能力等几个方面详细分析了试验试件的抗震性能.研究结果表明,此类构件延性较差,耗能能力差,但在合理构造措施下,破坏形式仍为压弯型,破坏截面符合平截面假定.     

高强混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对高强混凝土短柱在轴压力和水平反复荷载作用下抗震性能的试验研究,分析了轴压比和配箍率对高强混凝土短柱延性的影响,得出了满足一定位移延性要求的高强度混凝土短柱的轴压比限值和柱箍筋加密区最小体积配筋率的建议值,可供设计参考。     

CFRP加固高强混凝土的本构模型研究

利用主动侧限混凝土柱的轴向压缩本构模型,结合多轴应力下的混凝土破坏准则,建立了CFRP加固高强混凝土的轴向压缩本构关系,并与CFRP加固高强混凝土柱的轴心受压试验结果进行对比分析.结果表明:采用理论模型计算的碳纤维布约束高强混凝土的应力-应变曲线与试验曲线吻合较好.     

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．     

高强混凝土结构的延性抗震设计

利用Ｍａｒｔｉｎｅｚ和Ｂｊｅｒｋｅｌｉ等人建议的高强约束混凝土的应力－应变关系，编写了弯矩－曲率关系的计算程序，并通过试验结果验算了计算模型的正确性，借助该分析模型对欧洲桥梁的抗震规范所规定的约束混凝土的最低含箍率进行评价，结果表明，本文所采用的应力－应变关系曲线及弯矩－曲率的计算方法可以用于高强混凝土柱的曲率延性分析，欧洲桥梁抗震设计规范所规定的最低含箍率同样适用于高强度混凝土结构的抗震设计。     

高强混凝土框架柱延性性能试验研究

主要研究高强混凝土框架长柱在低周反复荷载作用下的延性性能,分析轴压比、配箍特征值和配箍形式对构件延性性能的影响.     

风管砼增强高强砼柱的抗震性能研究

在轴压力及水平反复荷载作用下，对３８根截面核心用钢管砼增强的高强砼柱的抗震性能进行了试验研究，根据试验结果，分析了柱的破坏机理和影响柱强度及延性的主要因素，对最小体积配箍率，最小钢管面积比以及最大轴压经等参数提出了建议，以保证设计所需求的延性。     

钢筋钢纤维高强混凝土箍筋梁剪切延性分析

根据13根钢筋钢纤维高强混凝土矩形梁的剪切破坏试验进行了梁的剪切延性研究.参照受弯构件的延性分析,定义了梁剪切延性指标和能量吸收比,定量分析了钢纤维、箍筋、混凝土强度等级和剪跨比对梁剪切延性的影响,并比较了钢纤维和箍筋提高梁剪切延性的效率.试验结果表明,钢纤维虽不足以在根本上改变梁剪切破坏的脆性,但可以使其延性得到显著提高,钢纤维在体积掺率低于0.5%的条件下提高剪切延性的能力等效于等量箍筋.     

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.     

小跨高比钢纤维高强混凝土连梁延性和耗能研究

基于9根小跨高比(l/h≤2.5)钢纤维高强混凝土连梁和4根高强混凝土对比连梁试验,考察了跨高比、钢纤维体积掺率和配箍率对高强混凝土连梁位移延性和耗能能力的影响.结果表明:随着跨高比、钢纤维体积掺率和配箍率的增大,连梁的位移延性和耗能性能得到明显改善.当配箍率提高到一定程度后,由于剪压区混凝土破碎引起剪切滑移坡坏,箍筋不能完全发挥作用,配箍率对连梁的延性和耗能能力的影响不再明显.而在按非抗震要求配置箍筋的高强混凝土连梁中掺入ρf=1.0%的钢纤维,可使连梁达到与按抗震要求配置箍筋的连梁相当的位移延性系数,而当ρf=1.5%时,试件发生了弯曲破坏,从根本上改变了小跨高比高强混凝土连梁破坏的脆性性质.     

钢纤维混凝土构件截面延性的计算

从材料的应力－应变关系出发,推导出钢纤维混凝土构件截面延性系数的简化计算方法。     

钢骨超高强混凝土短柱抗震性能试验研究

对12根钢骨超高强混凝土短柱(λ≤2.0)在低周反复荷载下抗震性能进行了试验.发现其压缩强度为92.9～108.1 MPa,柱主要破坏形态为剪切破坏.并且分析了剪跨比、轴压比及配箍率对延性的影响,最后根据试验结果,提出了满足一定延性要求(μΔ≥3.0)钢骨超高强混凝土短柱的轴压比限值和箍筋加密区的最小体积配箍率的建议值.该值要比现行规程的相关规定更为严格.同时进一步提出了箍筋加密区的最小配箍特征值,可为规程的修订及工程应用提供参考.     

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。     

钢纤维外形对高强混凝土增强作用的影响研究

在掺磨细矿渣的高强混凝土中掺入不同外形的钢纤维配制出钢纤维高强混凝土;对不同外形钢纤维高强混凝土的力学性能进行了较全面的对比研究与分析 根据试验结果指出:出于提高增强效应的目的,采用增大钢纤维两个端部的改进方法较之改变钢纤维的轴线形状和变截面更有效;文献[5]中由基体混凝土强度预测钢纤维混凝土强度的公式,不再适用于描述钢纤维对高强与超高强混凝土的增强规律,基体混凝土强度对钢纤维增强效应的影响应重新进行研讨 还建议了应根据不同的用途和增强目的来选择钢纤维,以达到最理想的增强效果 表1,参15     

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.     

混凝土框架结构位移延性与柱曲率延性关系

基于国内多层混凝土框架结构的试验数据,建立混凝土框架柱曲率延性与结构整体位移延性需求的定量关系。收集国内32组梁铰屈服机制和破坏机制为主的多层混凝土框架结构系统延性系数和相应楼层位移延性系数的试验数据,分析试验数据的统计特性;通过经典解析关系由楼层位移延性系数得到框架柱曲率延性系数,并建立了框架柱曲率延性与结构系统延性的函数关系。拟合的幂函数模型与样本试验数据的相关系数R=0.775,非线性数值算例结果表明建立函数模型能够指导混凝土框架柱单元的最大延性控制设计。