粘贴不同层数CFRP加固梁受力性能有限元分析

碳纤维增强聚合物(CFRP)加固技术日趋成熟,但加固钢筋混凝土梁所需CFRP的层数却常以经验确定,导致CFRP粘贴层数偏多,趋于保守,造成浪费.以实测材料参数为依据,通过ANSYS有限元模型,计算粘贴不同层数CFRP后梁的受力性能,找到最佳粘贴层数,为工程实践提供参考.计算结果表明,粘贴CFRP的梁承载力及变形性能大幅提高,通过分析,提出两点主要影响因素及其可能导致的结果,并推测了试验裂缝的分布模式及发展状态.     

混凝土强度对CFRP条带约束钢筋混凝土柱力学性能的影响

结合纤维材料的高抗拉性能和混凝土的高抗压性能,将碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon FibreReinforced Polymer)与混凝土结合在一起组成CFRP条带约束钢筋混凝土柱（简称组合柱）,可以大大提高柱的受力性能.为了研究混凝土强度对组合柱力学性能的影响,借助有限元软件ABAQUS对18根混凝土强度分别为C30、C40、C50的组合柱进行了数值模拟.结果表明：组合柱的极限承载力随着混凝土强度的增加而增加,但当混凝土强度超过C40时,组合柱的极限承载力虽然会继续增加,但是增加的幅度逐渐减小,若继续增加混凝土的强度,组合柱的极限位移也会减小,于是组合柱的延性降低,脆性增加,容易发生破坏;增加CFRP条带层数可使组合柱的延性明显增强,但是会使极限承载力的增加幅度减小;混凝土强度愈高,组合柱的滞回曲线愈发饱满,抗震能力愈强.基于模拟结果建议选用强度为C40的混凝土与CFRP条带结合在一起组成CFRP条带约束钢筋混凝土柱,这样可使组合柱既有较高的极限承载力,又有较好的抗震性能.     

CFRP布加固钢筋混凝土梁黏结应力分析

为了进一步研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固钢筋混凝土梁的黏结性能及CFRP布黏结破坏类型,针对梁在线弹性范围内结构黏结剂未开裂及未受到梁弯曲产生的影响,利用极限平衡理论,分别以混凝土、钢筋、黏结剂,以及CFRP布为研究对象,进行受力分析,用分布在梁上的任意载荷(q(x))表示各个研究对象的内力,胶体表面的拉应力(σ(t))、水平剪应力(τ(t)).基于莫尔应力理论,判断出CFRP布的破坏形式,并且预测CFRP布黏结界面处裂缝的发展趋势.     

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。     

二次受力CFRP加固钢筋混凝土梁力学性能

为研究CFRP加固钢筋混凝土梁在二次受力情况下的破坏形态以及抗弯性能,运用ANSYS有限元分析软件建立三维有限元模型进行模拟,将模拟结果与已有文献中试验结果对比.结果表明:在只计算梁的极限承载力或初始载荷小于极限承载力的20%时,可忽略二次受力的影响;在其他条件都相同时,随着碳纤维布层数的增多,梁的极限承载力也随着增大,但增加幅值越来越小.在实际工程中,建议最多粘贴3层.     

钢筋混凝土L形柱的耐火极限

利用数值模拟程序RCSSCF,分析了荷载比、柱计算长度、截面尺寸、荷载偏心率、配筋率和荷载角等参数对ISO834标准升温过程作用下钢筋混凝土等肢L形柱耐火极限的影响规律.针对不同荷载比、柱计算长度、截面尺寸、荷载偏心率、配筋率和荷载角共5 400种工况进行了四周受火时钢筋混凝土等肢L形柱的高温反应分析.在此基础上,定量给出了该类构件耐火极限的实用计算方法.研究结果表明:荷载角对L形柱耐火极限的影响较大,且影响规律较为复杂;严格控制荷载比是提高L形柱耐火极限的有效措施.     

碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁力学性能研究

CFRP是一种新型高性能材料,已作为加固钢筋混凝土构件的重要材料,拥有较好的物理、力学性能,且施工工艺成熟和加固混凝土构件时占用空间较少等优点.由于CFRP材料优点突出,在现有加固材料中被广泛采用,因此针对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在弯扭复合受力下承载能力的研究,显得尤为重要.对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在复合受力下展开弯扭承载力试验进行了研究,试验结果表明:纵向CFRP加横截面方向粘贴U形CFRP加固箱梁效果最佳;箱梁试件表面开裂之前,对加固箱梁试件与未加固箱梁试件进行对比分析,箍筋剪应变差异很小,但是表面开裂之后,加固材料的效果得到充分体现;对箱梁进行U型加固方式是抗扭承载力提高的主要因素,在改善箱梁试件的极限扭矩方面,横向U型CFRP加固效果比纵向CFRP加固效果更为显著.     

碳纤维布加固钢筋混凝土柱的工程应用

根据碳纤维布加固钢筋混凝土柱的极限承载力计算方法和我国现行的混凝土结构设计规范对某实际工程混凝土柱进行了碳纤维加固应用.加固提高了混凝土柱的抗压强度,达到了工程设计要求.该工程出现的问题在实际工程中具有普遍性,文章所提出的加固方案可供同类工程结构中的混凝土柱加固作参考.     

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能的仿真分析

采用试验和有限元软件ANSYS仿真分析相结合的方法,分析CFRP布加固梁的承载能力、变形特性、破坏形式和CFRP布加固混凝土结构的承载机理.研究表明:外贴CFRP布加固不仅可有效地提高RC梁的承载能力和刚度,而且可以大幅度地提高其安全储备,加固梁的承载力随着粘贴的CFRP层数的增加而增长,但加固1层是最经济,效果最好的.     

粘贴BFRP布约束钢筋混凝土柱轴心抗压试验研究

为了研究圆柱在不同的FRP种类和层数下的破坏特征和力学性能,进行21根FRP约束加固钢筋混凝土圆柱,其中9根BFRP、9根CFRP包裹和3根钢筋混凝土圆形截面短柱的轴心抗压试验,对横向应变、柱截面的应变和极限承载力等进行了分析。研究结果表明:两种纤维布加固后的钢筋混凝土短柱的承载力有明显提高,CFRP的承载力比BFRP的高,但差别不大;同时延性也有不同程度的提高;CFRP布的应变比BFRP布的大;包裹层数越多加固效果越好。采用纤维布约束加固钢筋混凝土柱后力学性能有明显改善。     

钢筋混凝土L形截面柱的曲率延性

在充分考虑荷载角对L形截面柱曲率延性影响的基础上,提出两种曲率延性的概念.通过对10800根L形截面柱的曲率延性进行模拟计算,得出了各因素对曲率延性的影响规律:中和轴角及轴压比对曲率延性的影响最大;体积配箍率的增加从整体上提高了L形截面柱的曲率延性;在轴压比不变的情况下,混凝土强度和纵筋强度对曲率延性的影响不大;随着L形率的减小,曲率延性曲线趋于平滑.文中还建立了中和轴角曲率延性及荷载轴角曲率延性的计算公式.     

碳纤维(CFRP)加固钢筋混凝土柱的施工技术

碳纤维加固钢筋混凝土结构具有高强高效、施工方便等优点,本文具体介绍了碳纤维加固钢筋混凝土柱的适用范围、施工技术、施工要点。     

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布加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

为了研究预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁的疲劳性能,进行了4根CFRP布加固的钢筋混凝土和1根对比梁的试验研究.试验中考虑的变量为碳纤维应力强度比、疲劳荷载幅和CFRP布粘贴层数.试验梁采用双点对称等幅、等频率加载.试验结果表明:未加固的对比梁受疲劳荷载作用时,裂缝少而宽;非预应力CFRP布加固梁,裂缝多而密,裂缝高度...     

CFRP加固钢筋混凝土小偏心受压柱承载力试验研究

研究碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土柱对其承载力的提高规律,首先通过理论分析CFRP加固混凝土柱的受力机理,得出加固构件承载力提高的理论基础。在此基础上,通过对8根钢筋混凝土试件的试验研究,得出加固构件的实际承载力结果。对比分析理论与试验结果,总结出CFRP加固钢筋混凝土小偏心受压柱承载力提高规律,以供工程借鉴。     

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。     

混凝土梁侧面粘贴CFRP布的结构加固性能的试验研究

研究采用在混凝土构件侧面粘贴碳纤维布这种新形式加固受弯构件的受力性能，试验研究共设计了4根少筋梁，试验时，先通过2个对称的集中荷载将梁预加载至纯弯段出现一道主裂缝并失效，然后，卸载并用碳纤维布粘贴于梁侧面受拉区予以加强，待粘贴树脂固化后，再重新加载至梁的极限荷载，试验重点研究了该种加固梁的极限荷载，变形，开裂和碳纤维布粘贴形式对加固效果的影响，试验结果表明，该种加固梁不但承载力提高显著，而且具有很好的延性，消除了原来在梁底粘贴碳纤维加固梁在极限状态时因碳纤维布突然断裂而出现的脆性破坏现象，基于试验研究结果，导出了这种加固梁承载力的实用计算方法，该方法计算精度较好且偏于安全，可直接应用于实际加固工程，特别是当构件底面有管道等障碍物时。     

CFRP布加固小偏心受压PEC柱的试验研究

为研究碳纤维布对H型钢部分包裹混凝土柱(PEC柱)在小偏心受压情况下的加固性能,共进行了10根试验柱的试验。试验柱分为两组,第一组和第二组各有5根试验柱,分别为偏心距30 mm的受压柱和偏心距50 mm的受压柱。其中两组中都有一根对比试验柱。试验结果表明,由于CFRP(碳纤维增强复合材料)布的约束作用,包裹CFRP布试验柱与对比试验柱对比,极限承载力提高5.12%~9.89%;CFRP布的粘贴间距、粘贴层数对PEC柱承载力的影响,与各试验柱相互对比,随其粘贴间距的减小和粘贴层数的增加,PEC柱抗压承载力也分别有所提高。证明CFRP布约束对提高PEC柱抗压性能的有效性。最后,在试验的基础上,考虑不同影响因素来对轴力和弯矩计算公式进行参数修正,提供了包裹CFRP布后矩形截面PEC柱在小偏心受压情况下承载力的计算方法,计算公式得到的计算结果与试验结果吻合度较高。     

钢筋混凝土L形截面柱曲率延性的研究

钢筋混凝土L形截面柱在不同荷载角下的力学性能差别很大,工程实践中应给予足够的重视。在充分考虑荷载角对L形截面柱曲率延性影响的基础上,提出两种曲率延性的概念。通过对10800根L形截面柱的曲率延性进行计算机模拟计算,分析了中和轴角、轴压比、混凝土强度、纵筋强度、体积配箍率、肢高肢厚比以及不等肢长等各种参数对其曲率延性影响,得出各因素对曲率延性的影响规律,建立了中和轴角曲率延性和荷载轴角曲率延性的计算公式,以供结构设计和工程实践参考。