TRC抗弯加固及高温后RC梁的相关性能分析

钢筋混凝土(Reinforced Concrete,简称RC)是建筑工程项目中的重要原材料,在公路、桥梁及楼宇住宅等建筑物中的应用十分广泛。在这些建筑中,RC梁的作用十分关键,是保持整个建筑结构的安全性和稳定性所不可或缺的构件。但人们发现,严寒地区建筑的钢筋混凝土结构更容易出现损伤、寿命更低,究其原因是恶劣的环境对钢筋混凝土梁结构的力学性能造成了影响,导致其更容易出现裂缝。因此,探讨如何加固RC梁来提高其结构的安全性已成为建筑领域的重要研究课题。

碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究

在 2 0根梁的试验基础上 ,对用碳纤维布加固钢筋混凝土梁后的受弯破坏特征及对梁的极限承载力、刚度等的影响进行了研究与分析 ,提出了相应的设计方法与建议 ,供工程应用参考。

预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的理论分析

预应力高强钢丝绳加固是一种新型高效加固方法(简称P-SWR加固技术)。首先对试验用钢丝绳抗拉强度、拉伸极限应变和松弛等力学性能进行试验研究;然后给出预应力高强钢丝绳加固后混凝土梁开裂荷载、最大承载力计算方法;结合预应力高强钢丝绳加固混凝土梁的荷载-挠度关系曲线,分析了预应力度、配筋率、钢丝绳与混凝土黏结性能等各种参数对P-SWR加固梁截面短期刚度的影响,提出了相应的计算公式;基于高强钢丝绳抗弯加固对混凝土梁裂缝平均间距和钢筋应力影响的分析,建议了计算P-SWR加固后混凝土梁最大裂缝宽度的修正规范方法、名义拉应力方法和实用简化方法。建议的各计算方法简单,与相应试验值的比较表明具有较高的精度,可用于P-SWR抗弯加固混凝土结构的理论分析和简化设计。

内嵌碳纤维增强塑料板条抗弯加固混凝土梁试验研究

按照正常配筋浇筑了15根钢筋混凝土梁,在部分混凝土梁受拉区保护层内按照不同尺寸沿梁轴向开槽,在槽内嵌入碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,简称CFRP)板条,用专用树脂对槽道进行充填,并对这些梁进行弯曲试验。研究了内嵌碳纤维增强塑料板条加固后混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩、极限承载力情况,并与外贴等量碳纤维板条的混凝土梁进行了比较;分析了碳纤维板条加固量及开槽尺寸对承载力的影响及混凝土梁的变形和裂缝发展随加固量及开槽尺寸变化的情况。研究表明,与未加固梁相比,内嵌CFRP板条加固梁的极限承载力提高了11.2%―41.7%;与外贴CFRP板条加固梁相比,其极限承载力提高了15.5%―22.7%。

预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究

在以往试验研究的基础上,对钢绞线施加预应力,以研究预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固技术对RC梁的适用性。对5根预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗弯试验研究,试验结果表明,采用预应力措施有效地提高了梁的抗弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展。同时提出利用该种加固方法进行抗弯加固的承载力设计计算公式。计算结果与试验结果吻合较好。另外,还就高强不锈钢绞线网的预应力张拉、预应力损失等进行试验研究,提出完整的预应力高强不锈钢绞线网加固受弯构件的施工工艺,并给出采用不同张拉方法时预应力有效值系数的取值,使得该种加固方法能够更好地应用于实际工程中。

预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的试验研究

提出一种预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构的新方法(简称P-SWR加固技术)。介绍这种新技术的提出思想及实现工艺,对预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土梁进行试验研究,重点讨论直接加载、先损伤后加载、钢丝绳层数、钢丝绳与混凝土黏结性能、锚固方式等参数对加固性能的影响,并与粘贴CFRP和钢板加固混凝土梁性能作了比较。试验结果表明,预应力高强钢丝绳加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、截面刚度、屈服荷载、最大承载力,加固后的梁发生钢筋屈服、受压区混凝土压坏、钢丝绳断裂的延性破坏,能有效限制混凝土裂缝宽度,钢丝绳能达到极限拉伸应变而充分发挥作用。P-SWR加固技术可较好地解决现有加固方法中的诸多缺点,是一种高效主动式的加固技术。另外,该技术还具有易施工、耐火、耐老化、成本低等优点,值得在实际工程中大力推广应用。

CFRP用于火灾后钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究及有限元分析

笔者结合对结构火灾损伤的分析 ,采用有限元分析软件ANSYS对火灾后CFRP加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析 ,并与试验结果进行了比较 ,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后 ,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏 ,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用 ,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁 ,能明显地提高梁的极限承载力 ,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。在挠度的计算中 ,在钢筋屈服后 ,有限元模型由于混凝土的裂缝快速发展 ,刚度下降很大 ,所以挠度在相同荷载下 ,稍大于试验值。这与笔者提出的扰度简化计算公式的计算结果与试验数据十分吻合。用ANSYS对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。

高性能复合砂浆钢筋网抗弯加固RC足尺梁试验研究

目的研究加固RC足尺梁在不同加固方式和加固配筋率参数条件下加固梁受弯性能和破坏特征,为推广这种新型复合材料的应用提供理论依据.方法通过对14根采用该工艺加固的足尺钢筋混凝土梁和6根对比梁进行了受弯性能的试验.结果能有效提高梁的受弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展,具有良好的加固效果.结论高性能复合砂浆钢筋网对足尺RC梁进行抗弯加固,能较大幅度提高RC梁正截面承载力,相同的加固方法对原配筋率不同的试件的极限承载力的提高幅度近似,在使用上限范围内,承载力随加固纵向钢筋的面积增大而增大,加固后梁的截面刚度有一定提高,随着一次受力水平的提高,加固梁截面抗弯刚度提高程度越小.

碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验

通过一根未加固钢筋混凝土梁及5根碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的三面受火试验,探讨厚涂型防火涂料的厚度、荷载比、碳纤维布加固量等因素对碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁耐火性能的影响.结果表明:高温下该类构件的破坏形态大致可分为受弯破坏和弯剪破坏两类,常温下发生弯曲破坏的加固构件有可能在高温下出现破坏形态的转变;虽然加固构件所承受的荷载明显大于未加固构件,但由于防火涂料的保护,其耐火极限仍大于后者;碳纤维布加固量增加有可能导致加固构件的耐火极限延长,同时还可能涉及破坏形态的转变.通过科学合理地设置防火保护层,碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的耐火性能完全能够满足实际工程需要.

粘贴多层碳纤维布抗弯加固的构造分析

针对多层碳纤维布抗弯加固常见的两种构造措施(内短外长和外短内长),分析其传力路径、施工质量的可靠性、剥离失效的可能性以及粘结锚固性能等,指出内短外长的构造措施具有较明显的优越性。

用多层碳纤维布对梁进行抗弯加固的构造措施探讨

粘贴多层碳纤维布进行梁的抗弯加固时,分层是必要的,但内部各层如何可靠、简捷、快速地传力是保证加固效果的关键.本文利用经典的受弯组合构件界面应力分析方法,分析常见两种多层贴布的构造做法对加固梁的效果,论证哪种粘贴方法是最有效的.

碳纤维片材抗弯加固高配筋混凝土大梁性能试验及分析

鉴于大比例、高配筋混凝土梁粘纤维增强片材加固试验数据相对不足,完成了9根外贴碳纤维布或板加固实尺模型梁的受弯性能试验,以考察梁表面处理方式、加固前预载历史和加固片材类型对加固梁抗弯能力和破坏形态的影响.研究结果表明,梁面打磨不如凿毛处理时粘结牢靠,破坏形态为剥离;若能避免剥离,碳纤维布和板均有良好的加固效果;当碳纤维片材的轴向抗拉刚度相等时,贴布的加固效果优于贴板;加固时梁上既有荷载越小,则加固效果越好;大梁比小梁更易出现界面应力超限,更易剥离.基于《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的基本假定,考虑既有荷载的影响,对试验梁的开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩进行了计算,其结果与实测值吻合较好.

纤维布抗弯加固梁跨中剥离应力的近似计算

首先综述了纤维复合材料(FRP)抗弯加固梁中防剥离破坏的各种措施,分析了跨中混凝土保护层的剥离破坏机理,提出一个近似计算跨中保护层剥离应力上限的方法,可供防剥离设计参考.

碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的耐火极限分析

编制了碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的温度场计算程序和耐火极限分析程序,通过数值分析结果与试验结果的对比,初步验证了程序的有效性。利用上述程序,针对高温下加固梁的受弯破坏形态,就不同构件跨高比、防火涂料厚度、受拉纵筋配筋率、碳纤维布加固量、混凝土保护层厚度、荷载比等共计1728种工况进行了大量计算分析,同时考察了各参数对加固梁耐火极限的影响规律。在此基础上,建立了加固梁的耐火极限简化预测方法。研究结果表明,加固梁的耐火极限随防火涂料厚度、混凝土保护层厚度和受拉纵筋配筋率的增加而逐渐增大,同时随荷载比、碳纤维布加固量和跨高比的增加而逐渐减小,其中荷载比的影响最为显著。

FRP抗弯加固方法的研究进展

纤维增强复合材料作为新型高性能结构材料在混凝土结构的加固修复中得到了广泛应用,尤其是在混凝土受弯构件加固中取得了良好的效果。已有混凝土构件的FRP抗弯加固方法包括外贴补强法、表层嵌贴法及机械紧固法。针对三种FRP加固方法的研究情况、破坏模式、承载力计算理论等三方面进行了总结介绍,对FRP抗弯加固混凝土梁的发展提出了展望。

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.

一种主动式抗弯加固新方法——预应力高强钢丝绳加固技术

提出一种高效主动式的抗弯加固方法。首先介绍了这种新技术的施工工艺,然后通过试验研究表明,预应力高强钢丝绳加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、截面刚度、屈服荷载、最大承载力,加固后的梁发生延性破坏,可较好地解决现有加固技术中的诸多缺点,是一项值得大力推广的加固新技术。

碳纤维片材抗弯加固钢筋混凝土梁的试验研究

通过20根碳纤维片材加固梁的抗弯试验,提出了碳纤维片材的应变计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。试验结果表明:碳纤维片材加固钢筋混凝土梁无尺寸效应;混凝土保护层厚度的变化对纤维应变基本无影响;剪跨内碳纤维片材长度的增加可提高碳纤维的应变;随着碳纤维片材层数的增加,驳离破坏的起始点由加载点下变到片材端部,片材应变显著降低。

简支T梁体外预应力正截面抗弯加固试验研究

通过一组(3片)较大比例简支T梁进行体外预应力正截面抗弯加固的试验研究,在带载加固和分阶段受力的前提下,论述了加固试验梁在不同裂缝宽度、不同纵筋应变、不同跨中挠度情况下的加固效应,探讨了体外预应力对提高加固刚度、极限承载力的加固效应,提出了体外预应力的加固时机,同时还对预应力张拉控制应力的取值提出了新的建议,为该技术在设计和实际工程中的应用提供参考。

高强钢绞线网-水泥基复合材料抗弯加固RC梁试验研究

ECC是一种经过微观力学设计、在拉伸和剪切荷载下呈现高延性的纤维增强水泥基复合材料。将ECC替代现有钢筋混凝土结构加固方法中高强钢绞线网-聚合物砂浆中的聚合物砂浆,能有效提升结构的耐久性。本文对4根采用高强钢绞线网-ECC加固的钢筋混凝土(RC)梁,4根采用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固的RC梁以及1根未加固RC梁进行了受弯性能试验。结果表明,采用高强钢绞线网-ECC加固方法能够有效地提升RC梁的受弯承载力及刚度,但延性会有所降低。相较于高强钢绞线网-聚合物砂浆加固方法,ECC加固层较聚合物砂浆加固层具有更好的裂缝限制能力,裂缝细而密,表现出了优越的加固效果。