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%。

内嵌CFRP板条加固混凝土梁的抗弯性能试验研究

通过6根足尺混凝土梁的抗弯加固试验,对内嵌CFRP板条加固梁的破坏过程、受力性能、截面应变分布和挠度变形规律进行了研究。试验结果表明,内嵌CFRP板条加固梁跨中截面应变分布和挠度变形规律与外贴CFRP加固梁相似,但内嵌加固能有效避免板条的剥离破坏,其抗弯加固性能优于相应的外贴加固梁;预载加固将会降低内嵌板条的加固效果。基于混凝土结构加固理论,并考虑预加荷载的影响,对内嵌CFRP板条加固梁3种弯曲破坏形态(钢筋屈服前混凝土压碎、钢筋屈服后混凝土压碎和钢筋屈服后FRP拉断)下的抗弯承载力进行理论分析,并建立开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩的计算公式,其计算结果与作者及国内外已有的试验实测值吻合较好,可用于实际工程加固设计。

二次受力下FRP筋内嵌加固混凝土梁抗弯承载力分析

为研究二次受力对纤维增强塑料筋(FRP)内嵌加固(NSMR)混凝土梁抗弯极限承载力的影响,通过5根混凝土梁的静力加载试验,对在不同二次受力程度影响下的内嵌加固梁极限弯矩进行了研究.分析结果表明:随着初始弯矩的增大,对加固梁的极限承载力影响程度越大,由于不考虑二次受力影响所引起的计算误差就越大,所以当被加固梁的初始弯矩处于开裂弯矩区间时,可忽略二次受力带来的影响;当初始弯矩超过开裂弯矩时,则二次受力的影响不可忽略.

表面内嵌FRP筋抗剪加固T形混凝土梁参数影响

为了研究不同参数对表面内嵌FRP筋加固梁抗剪性能的影响规律,对6根采用不同FRP筋类型、间距以及不同加固方式的FRP筋加固梁进行受剪性能试验.结果表明,该方法能够很好地改善加固梁的受剪性能,提高梁的极限承载力.未粘U箍和FRP筋间距小的加固梁更易发生剪切破坏.加固方式对加固梁跨中位移无明显影响,FRP筋类型和FRP筋间距对加固梁跨中位移影响显著.表面内嵌FRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能显著提高弯剪段开裂荷载.FRP筋类型、间距以及加固方式对加固梁的极限荷载影响显著.由于CFRP筋弹性模量高,故CFRP筋的应变小、利用率低;不粘贴U箍加固梁中FRP筋应变大于粘贴U箍加固梁;FRP筋间距越大,FRP筋的应变越大,利用率越高.

嵌入式CFRP加固预裂钢筋混凝土T形梁的试验研究

对于带裂缝工作的混凝土适筋梁进行嵌入式CFRP板抗弯、剪加固,研究不同预裂程度和抗剪加固参数对T形梁加固性能的影响.通过9根T形梁试验,研究了构件的破坏形态、内力和变形特征,讨论了不同预裂程度和抗剪加固参数对加固梁性能的影响.结果表明,采用CFRP板嵌入式加固可以显著地提高裂缝梁的极限承载力.在细微裂缝条件下,带裂缝工作的混凝土加固梁均发生沿CFRP板与胶层界面的剥离破坏.预裂程度对加固梁的极限承载力无明显影响,但对加固梁的变形有一定影响.预裂程度越大,加固梁跨中截面的挠度越大.试验结果还表明,可靠的抗剪加固可以提高加固梁的抗弯力学性能.

不同强度混凝土T形加固梁抗弯承载力试验研究

通过11根T形梁试验,研究了嵌入式FRP筋加固具有不同强度等级混凝土梁的破坏模式、内力和变形特征等力学性能,讨论了混凝土强度等级对加固梁性能的影响。结果表明:加固筋的表面特征影响加固梁的破坏模式,光圆FRP筋加固梁产生因FRP筋-黏结剂/黏结剂-混凝土界面的剥离引起的加固梁弯曲破坏,混凝土的强度对加固梁的破坏模式基本无影响;螺旋FRP筋加固梁可能产生沿轴线方向裂缝,并最终发生由混凝土保护层的劈裂、剥落引起的加固梁弯曲破坏,但随着混凝土强度提高,加固梁的破坏可能转变为局部保护层剥落破坏模式。加固筋的表面特征是影响加固梁黏结性能的重要因素,并导致对加固梁极限承载力的影响,FRP筋的材料种类对承载力的影响不明显。随着混凝土强度等级的提高,嵌入式FRP加固梁的局部黏结强度增大,但其对加固梁承载力的影响远小于FRP筋的表面特征(变形筋)对加固梁承载力的影响。并且,混凝土强度对加固梁的极限承载力影响不大。在破坏时,各加固梁的跨中挠度的变化也差别不大。

重复超载嵌入式FRP加固混凝土T形梁的研究

采用重复超载模拟桥梁的带缝工作状态,通过6根T形梁试验,研究了嵌入式FRP加固梁的破坏形态、内力和变形特征等力学性能,讨论了超载程度和加载次数对加固梁性能的影响.结果表明,在超载条件下,嵌入式CFRP板加固可以提高钢筋混凝土T形梁的抗弯极限承载力和刚度,增大了延性系数.不同超载程度和重复加载次数对加固梁极限承载力无明显影响,加固梁跨中截面挠度随超载次数的增加而减小.当超载程度在一定范围内时,不会引起加固梁跨中截面挠度的改变;当超载程度超过一定限度时,超载程度加大将导致加固梁的跨中截面挠度明显减小.对于重复超载作用下的带裂缝适筋梁,按照现有FRP加固理论进行设计是偏于不安全的,需要进行承载力修正.

FRP内嵌式加固技术的研究进展

FRP内嵌式加固技术是近年来发展起来的新兴加固技术,得到学术界和工程界的高度关注,文中介绍了国内外FRP内嵌式加固技术的研究现状,分析了内嵌FRP加固法的特点,讨论了内嵌加固法的抗弯、抗剪和粘结性能。随着内嵌加固技术的深入研究,将在实际工程加固中得到广泛应用。

混凝土表层嵌贴FRP筋粘结性能试验研究

表层嵌贴FRP筋加固法(简称NSM法)是目前复合纤维材料加固的最新方法,混凝土表层嵌贴FRP筋的粘结性能是这一加固新技术的重要研究课题。完成3组共6个试件的FRP筋表层嵌贴加固的拉拔试验,对CFRP、GFRP、BFRP三种不同类型FRP筋材进行了对比研究,主要研究不同FRP筋类型对表层嵌贴加固的粘结性能及破坏模式的影响。试验研究结果表明:表层嵌贴碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、玄武岩纤维(BFRP)筋加固均具有良好的粘结性能,具有良好的性能优势和广泛应用前景。

有腹筋RC梁表层嵌贴CFRP板的抗剪加固试验研究

混凝土结构表层嵌贴碳纤维(CFRP)板或筋,是一种新兴的结构加固方法。本文对2根对比梁和5根表层嵌贴CFRP板条的抗剪加固梁进行了试验研究,考虑了CFRP板间距、CFRP板加固量和箍筋配筋率三个参数对抗剪承载力的影响。研究表明,表层嵌贴CFRP板加固法能有效提高钢筋混凝土有腹筋梁的抗剪承载力。文中还对加固梁的破坏模式作了分析。

CFRP板条嵌入式加固RC框架节点的抗震性能试验研究及有限元分析

为验证CFRP板条嵌入式加固方法对提升十字形RC框架节点抗震性能的有效性,开展了1个CFRP板条嵌入式加固节点和1个对比节点的拟静力试验研究。试验结果表明:在核心区及相邻梁端嵌入CFRP板条可起到类似箍筋的抗剪作用,使得节点由核心区剪切破坏转变为梁端受弯破坏,且梁铰得到转移;构件抗震性能明显提升,承载力和延性分别提高了16.3%和13.7%。同时,利用ABAQUS建立试验数据验证的有限元模型,并对节点主要加固设计参数进行影响分析。结果表明,节点承载力随着CFRP板条面积的增大、板条间距的减小和基体混凝土强度的提高而提高。所提节点加固方法体现出塑性铰转移的抗震设计理念,同时提高核心区抗剪强度和梁端的抗弯强度,可用于RC节点的抗震加固。

纤维增强复合材料嵌入式加固技术

纤维增强复合材料嵌入式加固方法近几年来在国外得到了广泛的研究与应用。介绍了此项技术的研究、应用状况 ,并详细阐述了嵌入式加固方法的特点、施工方法以及施工中需要注意的问题。嵌入式加固方法施工方便快捷、防火性能好、能防止人为或环境因素的破坏 ,是一种有效的加固方法 ,值得在我国进行研究、推广和应用。

浅析混凝土结构加固技术

分析了混凝土结构传统加固技术,外贴FRP加固技术和内嵌FRP加固技术各自的特点,外贴FRP加固技术优于传统加固方法,而三者之中,内嵌FRP加固技术更具有经济和技术优势,值得大力研究和推广应用。

内嵌CFRP加固RC梁非线性有限元分析的问题

内嵌式(NSM)加固法快捷简单、不影响结构的正常使用,是一种值得推广的新技术,阐述了非线性有限元分析的优点及内嵌CFRP板条加固混凝土梁中应注意的一些问题,使分析结果与试验结果吻合更好。

CFRP布NSM加固砼梁的抗弯性能试验研究

对3根对比梁和8根加固梁进行了试验研究.结果表明,CFRP布NSM加固能有效提高混凝土梁的抗弯承载力。根据混凝土构件中各种材料的应力-应变关系及变形协调原理,提出了考虑二次受力时FRP材料嵌入式加固混凝土构件正截面抗弯极限承载力的计算方法。另外,不同初始弯矩作用下,加固梁的极限承载力几乎相同。

内嵌CFRP筋/片加固木梁受弯性能试验研究

为研究内嵌CFRP筋/片加固木梁的受弯性能,制作5根底面中心内嵌CFRP筋加固试件,3根侧面内嵌CFRP筋加固试件,6根底面中心内嵌CFRP片加固试件以及3根未加固的对比试件,对其进行三分点静载试验。试验参数包括:CFRP筋/片,内嵌位置(底面或侧面),CFRP筋/片数量(1根或2根)、是否采用附加锚固措施(U形铁钉或CFRP布U形箍)、底面是否粘贴CFRP布等。研究表明,内嵌CFRP筋/片加固试件的受弯承载力较未加固试件明显提高,提高幅度为14%～85%,平均提高39%;破坏位移亦平均提高32%。内嵌CFRP筋加固试件的初始弯曲刚度均大于对比试件,而内嵌CFRP片加固试件由于底面开槽面积较大其初始弯曲刚度未见提高。内嵌CFRP筋加固试件的跨中截面应变随荷载增加仍基本符合平截面假定,而内嵌CFRP片加固木梁的跨中截面应变变化与平截面假定存在一定差距。增加内嵌CFRP筋/片的数量及端部采用U形铁钉锚固措施对提高加固木梁承载力的作用不明显;而在加固木梁底面粘贴一层CFRP布可显著提高其加固效果。

表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土梁受力性能试验研究

表层嵌贴碳纤维筋加固法(简称NSM法)是目前碳纤维加固的最新方法。该文首先完成了4组12个试件的碳纤维筋表层嵌贴加固的拉拔试验研究,对环氧树脂胶和环氧砂浆等4种不同类型粘结剂进行了对比研究。并进一步开展了11个钢筋混凝土悬臂梁试件的受弯性能试验研究,主要研究粘结剂类型、加载方式和碳纤维筋直径等因素对加固后钢筋混凝土悬臂梁受力性能的影响。在试验过程中,对加固试件裂缝开展、破坏形态和碳纤维筋应变发展情况均进行了详细观测,试验研究结果表明:表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土悬臂梁具有良好的受力性能,具有良好性能优势和广泛应用前景。

纤维增强复合材料抗剪加固混凝土梁试验研究进展

基于纤维增强复合材料(FRP)抗剪加固混凝土梁试验研究成果,对3种不同FRP抗剪加固方法进行总结。介绍了外贴FRP(EB)、表面嵌入FRP(NSM)抗剪加固方法的试验研究历史和现状,总结了这两种方法的优缺点。重点阐述了截面中部插入FRP(ETS)抗剪加固方法的试验研究进展,提出了加强FRP抗剪加固混凝土梁试验研究的建议。

表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

表层嵌贴碳纤维筋加固法(简称NSM法)是目前碳纤维加固的最新方法。为研究表层嵌贴螺纹碳纤维筋的粘结性能,首先完成了2组6个拉拔试件的粘结性能试验,对采用环氧树脂胶配置的环氧树脂砂浆的粘结性能进行对比研究。通过对3根钢筋混凝土简支梁受弯性能试验研究,分析了附加锚固件对加固后钢筋混凝土梁受力性能的影响。在试验过程中,对加固试件裂缝开展、破坏形态和碳纤维筋应变发展情况进行了详细观测。试验研究结果表明,表层嵌贴螺纹碳纤维筋受力较为复杂,应力传递不是连续均匀的;附加锚固件对加固后钢筋混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载无影响,但对极限荷载提高作用较明显。

侧立面嵌贴碳纤维增强塑料板条加固混凝土梁受剪承载力研究

为研究加固钢筋混凝土梁的受剪承载力，按照沿梁轴向非对称布置箍筋的方式浇筑13根钢筋混凝土梁试件，在箍筋布置较少侧混凝土梁侧立面保护层上嵌入或外贴碳纤维增强塑料板条对混凝土梁进行受剪切补强。对其进行弯曲试验，研究内嵌碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁的破坏形态、承载力等情况，并与相应位置外贴等量碳纤维增强塑料板条的混凝土梁进行比较，分析内嵌或外贴在混凝土梁上的碳纤维增强塑料板条应变变化情况及补强混凝土梁受剪承载力影响因素和受剪承载力计算方法。研究表明，与对比梁相比，内嵌碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁受剪承载力提高18．8％-45．8％，外贴碳纤维增强塑料板条补强混凝土梁受剪承载力提高12．5％-13．3％，提出的承载力计算式计算结果与试验值吻合较好。