粘铝合金板加固RC梁抗弯性能试验及正截面承载力

为了探讨铝合金板厚度与端部U形铝合金箍板构造对RC梁破坏机理及抗弯性能的影响,对16根铝合金板加固RC梁进行了4点弯曲静力加载试验。在试验梁底铝合金板的表面以及试验梁跨中截面的顶面、侧面粘贴应变片,在试验梁底跨中、梁顶两端支座布置百分表。为了推导铝合金板加固RC梁的正截面承载力计算式,基于试验得到的破坏机理,通过引入6个基本假定,分析了5种不同破坏模式的相对受压区高度。建立了各破坏模式下铝合金板加固RC梁的正截面承载力计算式,并将其与引入文献中的试验结果进行了对比分析。结果表明:试件破坏形态包括适筋破坏、端部铝合金板与结构胶剥离、端部铝合金板与梁剥离及中部铝合金板剥离4种情况;当端部设置U形铝合金箍板时,可有效抑制端部铝合金板发生剥离,使钢筋与铝合金板的材料性能得到充分发挥,试件承载力与延性明显提升;当铝合金板厚度分别为2~6 mm时,试件承载力随铝合金板厚度的增加而提高;端部设置U形铝合金箍板可有效防止端部铝合金板发生剥离,但试件仍可能会出现中部铝合金板剥离现象;当试件出现适筋破坏特征时,试件抗弯承载力的计算值与试验值比值均在1以下。本研究所提计算式具有明显的规律性和适用性,可为工程实际设计提供参考。

弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析

为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。

UHPC加固RC梁受力性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)在RC梁加固中的适用性,通过双面剪切试验对UHPC-普通混凝土界面粘结性能进行分析。分别对RC梁受压、受拉区进行UHPC薄层加固,对未加固RC梁和受压、受拉区加固RC梁进行四点弯曲试验,对比正截面抗弯性能。结果表明:界面处理后,界面粘结性能大于普通混凝土抗剪强度。确定人工凿毛5 mm的界面处理方式。RC梁采用UHPC加固后,抗弯承载能力显著提高,受压区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了54.3%、52.2%,受拉区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了85.7%、96.9%;受拉钢筋屈服时受压、受拉区加固RC梁裂缝宽度较未加固RC梁分别减小了49.4%、72.3%;相同裂缝宽度0.2 mm下,受压、受拉区加固RC梁承载能力较未加固RC梁分别提高了1.4倍、6.5倍。提出UHPC加固RC梁极限抗弯承载力计算公式,该公式计算值与试验实测值吻合良好,且偏安全,可以指导UHPC加固RC梁设计。

超高性能纤维混凝土增强RC梁抗剪性能研究

为确保梁在弯曲加载下保持良好的稳定性,文章系统探讨了超高性能纤维混凝土(UHPFRC)对常规RC梁抗剪强度的强化效果,对12根钢筋混凝土梁进行四点荷载测试,观测其破坏模式。结果显示.UHPFRC能显著提高RC梁的抗剪性能,相较于未加固梁,强化后的梁抗剪强度提升了1.54倍,其初始刚度、延性和韧性也得到了显著增强。此外,加固梁主要在最大弯矩区域展现出弯曲破坏.显示出较好的延性性能。

钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点耐火性能分析

目的 研究钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点耐火性能,为实际工程提供参考。方法 通过ABAQUS有限元分析软件建立ISO-834标准火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点的温度场模型和力学模型;在试验与有限元模拟相吻合的基础上,分析此类构件空间节点的温度场分布、破坏模态、变形和内力分布等工作机理。结果 由于梁板的保护作用,节点区温度远低于非节点区;当梁、柱火灾荷载比相同,梁由2根增加至3根、4根时,空间节点耐火极限分别降低了41.58%和43.75%;高温和轴向荷载的共同作用下,内部钢管混凝土承担内力从常温的43.27%增加至180 min的52.9%。结论 钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点具有较好的耐火性能,能够满足实际工程中对耐火性能的要求。

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。

钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层加固RC梁受弯试验研究

为研究钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层加固技术的加固作用,对钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层加固低强度RC梁进行了试验研究。本研究设计了1组对比试件,即对1个采用钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层加固的试验梁和1个不进行加固的试验梁,分别进行荷载试验,对比了2根梁的混凝土应变、承载力、跨中挠度及裂缝开展情况。研究表明:经本方法加固的RC梁仍符合平截面假定,加固后RC梁的承载力、刚度、裂缝状态等受力性能有了不同程度的改善,钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层法作为低强度混凝土受弯构件加固的手段,具有一定的适用性,相关结论可为混凝土受弯构件的加固设计提供依据。

钢绞线网片聚合物砂浆加固RC梁抗弯性能试验

为研究钢绞线网片聚合物砂浆加固技术的加固作用,对钢绞线网片聚合物砂浆加固RC梁进行受弯试验研究。通过设计对比试件,分析梁的混凝土应变、受弯承载力、跨中挠度及裂缝开展情况。研究结果表明:1)经过加固的RC梁仍符合平截面假定,且受弯承载力、刚度、裂缝状态等受力性能有了不同程度的改善;2)钢绞线网片聚合物砂浆加固法作为混凝土受弯构件加固手段,具有一定的适用性。本文成果可为混凝土受弯构件的加固设计提供一定的依据。

建筑工程RC梁构件的抗震设计方法研究

本研究致力于提出一种基于耗能能力损伤指数的RC梁构件抗震设计方法,旨在通过精细化的损伤控制来实现更优的抗震性能。通过对单自由度结构体系的算例分析,本研究详细阐述了多遇地震下弹性设计分析的计算方法,包括屈服弯矩、结构质量、自振周期和屈服位移角的确定。延性系数的计算与分析进一步证实了结构在不同地震作用下显示出的变形能力和耗能性能。案例研究通过实际应用本设计方法于具体的RC梁构件实例,展示了其在实际工程中的有效性和可行性。与传统抗震设计方法相比,本研究方法更加关注于结构在地震作用下的损伤状态,提供了一种新的抗震设计思路。

普通RC梁与预应力RC梁的损伤分析

基于刚度下降提出了一种混凝土损伤指标,可直接表示为应变的函数。建立了弯矩与梁的变形、挠度、损伤等之间关系的一般公式,用数值计算方法给出了它们之间的关系曲线。对简支梁在常见荷载形式下进行全过程损伤分析,比较了普通RC梁和预应力RC梁的损伤情况,说明了本方法的可行性及其与实际现象的一致性,为设计、施工和维修加固提供有效依据。

RC梁—钢管混凝土柱框架节点试验研究

以实际工程为背景,分别对RC梁—钢管混凝土柱框架的新型劲性混凝土环梁节点和RC梁—钢加强环节点进行了低周反复荷载试验研究,考察了节点的屈服荷载、极限荷载、节点刚度及耗能性能。试验结果表明:两种节点均具有足够的承载力和延性,抗震性能优良;节点刚度很大,可以视为刚性节点。

粘钢加固RC梁承载性能的理论和试验研究

通过33根RC梁的试验,对不同粘钢位置、不同板件宽厚比和粘钢量加固的RC梁进行了全过程的理论与试验研究。基于对粘钢加固RC梁在荷载作用下的变形过程和破坏形式的观察,讨论了钢板宽厚比、粘钢位置和粘钢量对RC梁的短期刚度、挠度、开裂荷载、极限荷载和破坏形式等承载性能的影响。通过理论计算结果与试验结果的比较分析,得到了粘钢与RC梁之间的协调工作系数主要随截面相对受压区高度变化的结论,提出了粘钢加固RC梁协调工作系数、抗弯承载能力和挠度的计算公式,给出了工程设计建议和确定合适钢板宽厚比、粘钢位置和粘钢量的技术措施,为工程实际中粘钢加固RC梁的设计和承载能力的确定提供了依据。

粘贴纤维布加固RC梁的受弯裂缝计算方法

针对目前关于粘贴纤维布(FRP)限制钢筋混凝土(RC)梁裂缝开裂的作用缺乏理论探讨和定量分析的问题,根据混凝土裂缝开裂机理建立了粘贴纤维布加固梁的裂缝开裂全过程表达式,在5片粘贴纤维布加固的RC简支T型梁试验中定量研究了不同受力阶段下的裂缝宽度和裂缝间距,理论分析和试验研究都考虑了初始荷载对裂缝开裂的影响。分析表明:纤维布粘结应力是裂缝间距和宽度减小的主要原因,粘贴纤维布加固后梁的裂缝开裂分为两个阶段。最后,提出了粘贴纤维布加固RC梁的受弯裂缝宽度计算方法。

CFRP加固含初始裂纹的RC梁的抗爆性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)加固建筑结构是一种新兴的加固技术。国内外鲜有CFRP加固含初始裂纹的结构构件(如RC梁)的抗爆性能的研究报道。基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,从加固层数和加固宽度两方面对CFRP局部全包裹加固含初始裂纹RC梁(裂纹梁)的抗爆性能进行非线性有限元数值分析。研究表明,采用CFRP对裂纹梁的裂纹处进行局部全包裹加固可提高裂纹梁的整体刚度,减小其在爆炸荷载作用下的损伤和变形程度。当CFRP的加固层数为4层、加固宽度为300mm时,可有效提高裂纹梁的抗爆性能。该研究成果对建筑结构抗爆设计和抗爆加固研究具有一定的指导意义。

循环载荷下碳纤维薄板增强RC梁的疲劳性能试验研究

以碳纤维薄板(CFL)增强RC梁为研究对象,通过对循环载荷作用下增强梁的三点弯曲疲劳试验研究,得到了增强梁的线性对数疲劳寿命曲线和跨中挠度的演化规律,外推得到了极限疲劳强度和抗弯刚度的演化规律,揭示了增强梁的疲劳破坏机理。循环载荷下CFL增强RC梁的破坏模式包括混凝土开裂、碳纤维薄板与混凝土界面剥离、主筋屈服等模式,疲劳破坏过程具有明显的损伤成核、稳定扩展、失稳扩展三阶段发展规律。与普通RC梁相比较,CFL增强RC梁的裂缝分布较均匀、密集,粘贴CFL对增强梁的初始抗弯刚度提高幅度较小,对疲劳损伤阶段的抗弯刚度则提高了约一倍。根据CFL增强RC梁的疲劳寿命曲线得到其极限疲劳强度为25.42 kN,为三点弯曲静载下极限承载力的58.5%。

CFL增强RC梁抗弯疲劳强度的实验研究

疲劳强度是进行结构抗疲劳设计的重要力学参量。通过对5组24条碳纤维薄板(CFL)增强RC梁进行三点弯曲常幅疲劳试验,得到了增强梁的容许疲劳寿命和极限疲劳寿命S-N曲线及其相应的表达式,并推定其容许疲劳强度和极限疲劳强度分别为其极限承载力的62%和68%。还给出了新的疲劳寿命曲线的表达形式:载荷做功的功率H与增强梁的疲劳寿命N的关系曲线(H-N曲线),并由此推定了增强梁的容许疲劳强度和极限疲劳强度所对应的功率值。

EB-FRP及HB-FRP加固预裂RC梁对比试验研究

为验证FRP螺栓加固新技术的合理性,结合现役钢筋混凝土桥梁带裂缝工作的特点,采用表面粘贴FRP(EB-FRP)加固技术和FRP螺栓混合加固技术(HB-FRP),分别对不同预裂度的钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固,通过两点对称加载抗弯试验研究加固预裂梁的受力特性和破坏模式,分析裂缝分布对加固预裂梁的剥离荷载及FRP材料利用率的影响。试验结果表明,与表面粘贴FRP加固技术相比较,采用FRP螺栓混合加固的预裂梁,抗弯极限承载能力提高30%～44%,加固后结构的破坏表现为明显的延性,改善了FRP脆性剥离破坏模式;另外,钢筋混凝土梁裂缝对FRP的剥离荷载、FRP材料的利用率及梁的破坏模式影响显著。

CFL增强RC梁疲劳寿命的试验推定

在对5组23根碳纤维薄板（CFL）增强RC粱（1850mm×100mm×200mm）进行常幅弯曲疲劳试验的基础上，探讨了增强梁的跨中挠度、载荷循环次数、载荷等级以及疲劳寿命等变量之间的关系，得到了一组相应的线性关系式．据此提出了一种预测CFL增强RC梁疲劳寿命的新方法：在指定的疲劳载荷水平下，只需对CFL增强RC梁实施一些非破坏性的少量循环载荷试验（载荷循环次数推荐值为10～1000），就能够较好地预测该载荷条件下CFL增强RC梁的疲劳寿命．

预应力UHPC加固RC梁抗弯性能试验研究

提出了预应力UHPC加固技术,以期实现损伤RC结构更加高效耐久的加固防护.为研究该加固技术对RC梁抗弯性能的影响和作用,对加固层分别为常规配筋UHPC层、预应力UHPC层的2根损伤RC加固梁(Reinforced-UHPC Strengthened Beam,RUB和Prestressed UHPC Strengthened Beam,PUB)以及1根未加固RC对比梁(Reinforced Concrete Beam,RCB)进行了正截面抗弯试验,试验结果显示:试验梁均表现为传统的弯曲破坏,损伤RC梁加固后抗弯性能较未加固梁有显著提升;其中预应力UHPC层加固效率明显高于常规配筋UHPC层,预应力UHPC加固层改善了结构应力状态,进一步抑制了裂缝的形成与开展;此外,预应力UHPC加固层更为出色的拉伸性能使得RC梁的抗弯刚度和极限承载力得到更为明显的提升.PUB加固梁在开裂荷载以及抗弯极限承载能力上较RUB加固梁分别提升了89.2%、36.9%.同时提出了预应力UHPC加固梁极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.

基于深度学习的RC梁集中塑性铰模型参数研究

集中塑性铰模型常被用于基于构件的结构弹塑性分析,计算精度依赖于模型参数的选取,但经验公式难以表征构件受力特性与模型参数的复杂非线性关系。该研究收集低周往复加载RC梁试验数据。建立构件试验数据库,采用捏拢型(pinch Ibarra-Medina-Krawinkler,Pinch-IMK)本构建立基于深度学习的RC梁构件集中塑性铰模型参数预测模型。基于试验数据对三折线骨架特征点参数、本构滞回参数进行参数辨识,得到182组骨架特征点参数数据和91组滞回参数数据;以构件特征参数为输入,以骨架特征点参数、滞回参数为输出,建立Pinch-IMK集中塑性铰RC梁构件参数深度学习预测模型HDLM。将HDLM预测骨架特征点参数与截面分析及现有经验公式等方法的计算结果作对比,可见HDLM预测结果有更高的精度;将基于HDLM预测参数计算的滞回曲线与基于经验公式的IMK模型计算结果进行对比,可见HDLM预测滞回曲线更为准确,能够较好地表现RC梁的强度退化、刚度退化和捏拢效应。