加载速率对CFRP加固混凝土梁断裂特性影响研究

采用CFRP加固带裂缝混凝土梁,能明显提高构件的承载力和刚度,减小结构变形并延缓裂缝的扩展。由于混凝土材料本身和CFRP-混凝土界面的率敏感性,在动态加载速率下CFRP加固梁的断裂性能与准静态荷载下有着明显不同。为研究CFRP加固混凝土梁的动态力学性能,通过不同加载速率下三点弯曲梁断裂试验,对比分析了0.000 5、0.1、1、10 mm/s加载速率下CFRP加固预裂混凝土梁的断裂性能。结果表明:CFRP在混凝土梁裂缝扩展过程中承担着很强的阻裂作用和增强效果,与未加固混凝土梁相比,CFRP加固混凝土梁的极限荷载得到显著提高;随加载速率提高,混凝土梁固有的阻裂性能和断裂过程区骨料黏聚力的阻裂作用提高,混凝土梁断裂面骨料被拉断的数量增多,裂缝扩展路径更趋向平直;最后计算得到不同加载速率下CFRP加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线,分析了不同加载速率下CFRP加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线的变化规律。

基于涡流热激励的粘钢加固混凝土结构粘结层缺陷热像识别试验研究

目前,有关粘钢加固混凝土结构的粘结层缺陷识别研究还不充分,识别小尺寸和复杂缺陷更是困难。该文首先讨论影响粘钢加固的粘结层缺陷识别主要因素;然后分析利用电磁涡流激励方法及涡流趋肤效应快速提升钢板表层温度的可行性;最后进行粘钢法加固构件的粘结层缺陷试验,通过设计专门电磁感应涡流装置实现钢板表层温度短时自室温升至大约373 K(100℃),粘钢加固构件复合层因内外温差而实现内部热传导,同时利用热像仪单面法采集钢板表面温度随时间变化的连续热像。最终,通过时间序列热像减法运算减小热激励不均匀及层内热传导影响,识别出直径10~20 mm的粘结层缺陷。该方法可初步用于粘钢加固钢筋混凝土结构的粘结层施工质量或服役结构的粘结层工作状态评价。

GFRP型材加固混凝土梁的抗弯承载能力试验研究

文中进行了GFRP型材加固RC梁的四点弯曲试验.结果表明:在加固梁端部两侧全高度粘贴碳纤维(CFRP)布可以防止箱型GFRP型材与RC梁之间的剥离破坏,该梁端锚固方式下加固RC梁的承载能力相比RC梁提高了1倍;在加固梁端部截面缠绕一层CFRP布可以防止H字型GFRP型材与混凝土梁之间的剥离破坏,该梁端锚固方式下加固RC梁的承载能力相比RC梁提高了50%.采用试验梁的数据评估现有规范公式的适用性,发现现有规范不能准确预测GFRP型材加固RC梁的抗弯承载能力.

CFRP加固混凝土梁蠕变特性的研究

针对碳纤维增强塑料(CFRP)物理力学特性,探讨了混凝土梁式构件加固中碳纤维增强塑料筋材与锚固剂黏结应力的非线性特征、荷载传递和黏弹塑非线性蠕变模型问题。通过添加M-C塑性元件,建立反映黏结界面三阶段的非线性蠕变模型,推导了蠕变本构方程,获得了加速蠕变时CFRP筋材与锚固剂界面黏结应力的门槛值和加速蠕变的破坏时间。通过室内实验验证:加载初期筋材出现了瞬时的轴向变形及轴向应力,随着时间延续筋材中间点a位置的轴向位移、位移速率及轴向应力较测点b位置均有增加的传递特性。经五级加载后,最大轴向位移和最大轴向应力分别达到9.52 mm和240 MPa,在加载持续62.2 h后,首先在筋材中间产生加速变形,紧接着向两侧迅速延伸发生脱黏而破坏。

波纹钢加固混凝土箱涵的效果及影响参数分析

为明确波纹钢加固混凝土箱涵的受力性能,本文在考虑原涵洞的二次受力状态以及界面接触属性的基础上利用两步法建模的方法分析了组合程度、波纹钢板的波形参数、混凝土填充层的强度等级、混凝土填充层厚度对结构承载力的影响以及荷载分配规律。结果表明:波纹钢板加固箱涵后承载力提升1倍以上,结构的延性得到进一步的提升;混凝土填充层强度等级的提高对结构承载力的影响甚少;关键位置的凿毛以及全截面的凿毛、植筋和波纹钢板上设置剪力连接件有助于承载力的大幅提高;拱顶位置混凝土填充层厚度增加承载力大幅提高;结构的承载力和延性与波形参数不成正比例关系;各个截面的荷载分配与各部分的抗弯刚度占比成正比例关系。

新型玻璃纤维GFRP筋聚合砂浆板加固混凝土梁的粘接性能研究

针对混凝土梁开裂的问题,提出制备玻璃纤维增强塑料筋(GFRP)-聚合物砂浆板,对混凝土梁进行加固。试验结果表明,混凝土梁的破坏形式为脆性破坏,与GFRP-聚合物砂浆板结合后,粘接强度明显高于混凝土基体强度。聚合物砂浆板加固混凝土梁的机理在于,当混凝土梁产生裂缝时,薄板与混凝土内部箍筋共同起到承载作用,进而达到加固效果。当浆板长度为600 mm,此时薄板长度略长于混凝土纯弯段,加固效果最好。

混杂纤维布加固混凝土梁的试验研究

本文首次提出混合采用玻璃纤维布和碳纤维布对钢筋混凝土梁进行加固的思路 ,并开展了对比试验研究。结果表明相对碳纤维布加固方法 ,混杂纤维布加固法既能提高构件的延性 。

预应力碳纤维布加固混凝土梁弯曲疲劳性能试验研究

目前,对预应力碳纤维布加固梁的疲劳性能研究甚少。通过对7根预应力碳纤维布加固混凝土T形梁弯曲疲劳性能的试验研究,考察了预应力碳纤维布加固量、钢筋配筋率、等幅变幅疲劳以及加固前疲劳损伤对加固梁疲劳性能的影响。试验结果表明,与非预应力碳纤维布加固梁相比,预应力碳纤维布加固后混凝土梁中受拉钢筋应力幅显著降低,混凝土梁疲劳寿命明显延长。

FRP加固混凝土梁层间应力的弹塑性分析

基于FRP加固梁的平衡微分方程和变形协调条件,对粘胶层采用双线性模型来反映其非线性变形特性,建立了加固梁层间应力弹塑性求解方程,并给出了相应的边界条件。文章对一承受均布荷载作用下的加固梁进行了层间应力弹塑性分析,分析结果表明:粘胶层的非线性特性对层间应力的分布影响主要集中在塑性区域,而弹性解高估了层间应力。

纤维布加固混凝土梁粘结剥离破坏分析

对纤维布加固混凝土梁发生粘结剥离破坏进行了理论分析,发现其破坏原因主要是界面间产生应力集中;对各种参数进行分析,得到了两种不同剥离破坏形式下的最大粘结剥离应力;通过对纤维布粘贴层数、长度以及粘结胶力学特性等关键要素的控制,可以有效地抑制粘结剥离破坏的发生.

改善桥梁加固混凝土性能的研究

在定义混凝土贯入阻力值与凝结初期、中期及后期对应关系基础上,利用超声法对混凝土凝结阶段受扰动后强度变化进行分析,并对桥梁加固混凝土的抗扰动机制进行研究;在此基础上,利用自制调凝型功能外加剂、抗裂增韧外加剂、自愈合功能外加剂提高混凝土的抗扰动性,即缩短混凝土早期受扰影响比较大的时间段(简称受扰期)、减少表面裂缝、提高受扰混凝土自行修补内部微裂纹以恢复强度性能的能力(简称自愈合性);利用正交试验分析3种改善途径的复合效应,研制出不中断交通桥梁加固混凝土功能外加剂的最佳配比:调凝型功能外加剂6%、自愈合功能外加剂9%、抗裂增韧外加剂0.18%(800g/m3)。

FRP加固混凝土研究现状与展望

纤维增强复合材料(FRP)是一种高性能新型结构材料,近年来在混凝土结构加固修复领域中得到了广泛的应用。综述了国内外学者对FRP加固混凝土的研究现状,介绍了FRP材料的分类以及FRP片材的优点,总结了基于断裂力学的6种FRP与混凝土界面黏结滑移模型,在此基础上,归纳总结了FRP加固混凝土中存在的不足,并对未来FRP加固混凝土研究方向进行了展望。

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。

FRP加固混凝土结构冻融循环耐久性能研究综述

FRP(纤维增强复合材料)近年来在混凝土结构加固中得到了广泛的应用,FRP加固混凝土结构的耐久性能也日益受到人们的重视。在我国青海及北方许多地区冻融循环作用对混凝土结构的耐久性能有较大的影响,采用FRP加固后混凝土结构的冻融耐久性如何已成为一个十分重要而迫切的研究课题。综述了近年来国内外有关FRP加固混凝土结构冻融耐久性的研究成果,对今后的研究工作提出了建议,以期促进FRP这一高性能新型材料在青海等日夜温差较大地区的推广与应用。

侧向约束下FRP加固混凝土界面黏结性能

为了揭示侧向约束对FRP-混凝土界面黏结性能的影响,基于三折线黏结-滑移模型开展了侧向约束下FRP黏结混凝土界面剥离全过程分析,推导了FRP-混凝土界面黏结荷载表达式,进行了模型试验、三维数值模拟验证和参数分析.研究结果表明:无限粘贴长度情况下,有侧向约束的FRP-混凝土黏结界面经历了弹性、弹性-软化、弹性-软化-摩擦、软化-摩擦和摩擦5个阶段,界面荷载-滑移关系和黏结应力分布的试验和数值计算结果与理论模型具有较好的一致性.当侧向约束力增加,界面荷载强度和滑移量均会显著提高,因此侧向约束能有效抑制外贴FRP加固的剥离.侧向约束下增加黏结长度或提高FRP刚度均能进一步提高荷载强度,但FRP刚度提高会导致界面延性减小.

加固混凝土用改性环氧树脂粘结性能的研究

采用丁腈橡胶增韧改性环氧树脂,制备了常温固化的加固用粘结材料。从化学反应和显微结构2个方面研究了增韧机理,确定了共混体系的制备工艺参数。通过拉伸剪切试验和拉伸试验,对不同橡胶含量的增韧改性环氧树脂固化产物的力学性能进行了研究,结合显微结构分析研究了增韧改性效果。采用弯曲性能试验表征粘结材料的粘结性能,以破坏形态和最大破坏载荷值为依据,确定了加固用粘结材料的最佳增韧剂含量。

碳纤维布加固混凝土构件非线性有限元分析

对碳纤维布加固混凝土构件进行了非线性有限元分析 ,分析中考虑了混凝土开裂后切向刚度的折减 ,以及钢筋与混凝土、碳纤维布与混凝土的联结滑移的影响。通过实例对比分析表明 ,运用该方法计算的结果与试验分析结果非常接近 ,可在一定程度上有效替代试验分析方法 ,从而减少试验所需的时间和费用。

用混杂纤维复合材料预制圆套筒加固混凝土方柱的性能研究

提出用混杂纤维复合材料(HFRP)加固混凝土柱的设想。用预制碳纤维复合材料(CFRP)、玻璃纤维复合材料(GFRP)和碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料(C/GHFRP)圆套筒分别对混凝土方柱进行加固。通过对比实验研究 ,探讨破坏特征和工作机理。试验结果表明 ,与CFRP相比 。

粘贴碳纤维布加固混凝土管道试验研究

首次通过对14个素混凝土和14个钢筋混凝土环状试件外粘碳纤维布加固性能进行试验,研究了碳纤维布加固混凝土内压圆管的破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同加固方法及一次或二次受力的混凝土管在内压力作用下的极限承载力、荷载—应变关系等方面进行了研究。试验结果表明,用碳纤维布加固混凝土内压管可以显著地提高极限承载力,明显的改善了构件的延性,能够获得良好的力学性能。加固后试件的开裂承载力与未加固试件相比,提高幅度不大,加固试件二次受力与一次受力相比,开裂荷载有所降低,但极限承载力基本相同。用碳纤维布加固内压管是一个新课题,具有很好的应用前景,用本文提出的加固方法具有优良的加固性能,可为工程应用提供参考。

FRP板加固混凝土结构研究进展

本文对国内外FRP板加固混凝土结构的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析 。