不同类型持载混凝土碳化性能研究

为探讨外加荷载对不同环境湿度、不同类型混凝土碳化性能的影响,本文提出了自然条件下服役钢筋混凝土构件碳化深度预测模型。基于100 mm混凝土立方体试块和持载钢筋混凝土梁的加速碳化试验结果,分别采用硅酸盐水泥、硅酸水泥掺30%粉煤灰和硅酸水泥掺50%磨细高炉矿渣浇筑混凝土试块和梁试件。结果表明:对不同类型混凝土的服役钢筋混凝土构件,在50 a和100 a的设计使用年限内,其碳化深度预测值随相对湿度的增加先增大后减小,最大碳化深度预测值均在50%~70%的相对湿度范围内。对持载钢筋混凝土构件,仅硅酸盐水泥混凝土和掺50%磨细高炉矿渣的较小水胶比混凝土满足要求。水胶比较大的掺粉煤灰和掺粒状高炉矿渣的持载混凝土,不能满足不同暴露环境在50%~70%相对湿度范围内的耐久性要求。本文对不同类型持载钢筋混凝土构件的抗碳化耐久性设计有一定的参考价值。

持载下外贴纤维布加固RC梁抗弯性能研究

为了考察持续荷载作用下外贴碳纤维布(CFRP)对梁的抗弯性能的影响,进行了16根外贴CFRP加固的钢筋混凝土(RC)梁和2根对比梁的抗弯试验.试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、持载点.并对构件的各特征点的荷载、承载力及各受力阶段的刚度进行了详细的分析.试验及分析结果表明,采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对承受以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用;纤维加固时梁所承受的荷载大小,即加固时梁内已存在的弯曲裂缝的宽度对梁的屈服荷载及极限承载力影响不是很大,但对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大.其试验及分析结果对相应规范的编制及工程应用具有较高的参考价值.

CFRP持载加固高强混凝土偏压柱受力性能研究

通过8根碳纤维布约束加固高强混凝土方柱的持载偏心受压试验,研究加固后持载高强混凝土方柱在不同的偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,对外包碳纤维布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载能力等进行分析。试验结果表明,碳纤维布约束加固持载小偏心受压高强混凝土柱是有明显效果的,承载力和延性都有一定程度的提高。随着偏心距和持载值的增大,加固效果逐渐减小,而且碳纤维布用量的减小也会使加固效果减小。在已有的相关研究成果的基础上,根据试验结果和试验分析,提出碳纤维布约束加固持载偏心受压柱的承载能力计算公式。

持载和冻融循环对钢筋混凝土粘结性能的影响

通过中心拉拔试验,研究了钢筋持载与冻融循环耦合作用下钢筋混凝土的粘结性能退化规律.结果表明,冻融循环低于25次时,钢筋持载和冻融耦合对非引气混凝土粘结强度和峰值滑移影响较弱;冻融循环50次时,持载30%和50%试件的极限粘结强度分别降低22.8%和48.5%.即混凝土冻融损伤存在一个阙值.当冻融损伤低于该值,钢筋持载的耦合效应不明显;反之,冻融损伤高于该值,钢筋持载和冰胀压力相互促进冻融裂缝的开展,加速钢筋混凝土粘结性能退化过程,甚至在服役过程中提前发生劈裂破坏.另外,钢筋持载和冻融循环耦合作用对引气混凝土试件的粘结性能影响不明显.

预应力CTRC板加固持载混凝土梁的抗弯性能研究

采用四点弯曲试验研究用预应力碳纤维织物增强混凝土板加固持载RC梁的抗弯性能。针对梁的持载水平完成2个加固工况试验及1个参考工况试验。对各工况试验梁的荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线、承载力、延性及破坏模式进行分析。研究结果表明:预应力CTRC板能明显提高持载混凝土梁的正常使用极限状态荷载和极限承载力但加固梁的延性降低。与未加固梁相比,加固梁的正常使用极限状态荷载和极限承载力最大分别提高了64.1%和80.6%。本文提出的一种加固梁极限承载力的计算方法,其极限承载力的计算值与试验值吻合良好。

冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。

持载下外包混凝土加固轴压钢柱的承载力分析

为进一步研究初始持载大小对外包钢筋混凝土加固后钢柱的正截面承载力的影响,设计了6个试件进行轴压试验.分析了加固后组合柱的骨架曲线、滞回曲线和最终破坏形态,并分析了外包钢筋混凝土加固后SRC柱破坏的力学性能机理,基于试验提出其最佳初始持载应力指标.研究结果表明：SRC柱破坏时型钢和纵筋屈服、混凝土被压碎,加固后组合柱承载力提高,稳定性增强;初始持载大小对其承载性能有显著影响,建议初始持载应力水平指标大小最优为0.3-0.5。

持载下预应力CTRC板加固RC梁的抗弯性能

采用四点弯曲试验研究持载下用预应力碳纤维织物增强混凝土板加固RC梁的抗弯性能。针对梁的持载水平进行2个加固工况试验及1个参考工况试验。对各工况梁的荷载挠度变化、荷载应变变化、承载力、延性、开裂模式及裂缝宽度进行分析。研究结果表明:预应力CTRC板能明显提高持载梁的正常使用极限状态荷载、极限承载力,并能有效抑制梁内裂缝宽度的发展;与未加固梁相比,加固梁的正常使用极限状态荷载和极限承载力最大分别提高57.1%和75.4%。加固梁的破坏模式均为预应力CTRC板断裂,而其开裂模式因持载水平不同而不同;加固梁的延性均比未加固梁的延性低;随着持载水平提高,加固梁中的碳纤维织物在受荷初期发挥的作用逐渐增强。

CFRP持载约束偏心受压柱承载性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS建立11根钢筋混凝土(RC)柱的加固模型,对碳纤维(CFRP)环向约束RC柱的受力性能进行研究,研究结果表明:随着持载水平的增加,组合柱在极限状态时的横向膨胀应变和纵向钢筋应变均降低,RC柱延性下降,CFRP布约束效果受限,组合柱极限承载力的提升幅度降低;在持载条件下,增大CFRP布条带宽度或增加粘贴层数,能有效改善RC柱的延性,提高RC柱的极限承载力;当CFRP布粘贴量超过一定程度后,其对RC柱极限承载力的提升效果逐渐下降。

持载条件下的CFRP加固偏压方钢管承载力试验研究

对7组纵向粘贴2层CFRP的方钢管试件进行稳定承载力试验,研究了偏心距、初始荷载大小以及中部环包措施对于偏压方钢管试件极限稳定承载力的影响。采用有限元软件建模分析,并将试验结果与有限元结果做对比分析。结果表明:相对于轴压试件,偏心10 mm试件的极限稳定承载力下降25%左右,偏心20 mm试件的极限稳定承载力下降35%左右;初始荷载越大,试件的极限稳定承载力越低;中部环包措施对试件极限稳定承载力的影响不大,但是可以限制柱中纵向碳纤维的剥离,提高试件延性。

持载与骨料替代率对再生混凝土抗压抗渗性能的影响

进行了不同再生骨料替代率的再生混凝土的抗压性试验和抗渗性试验,分析了骨料替代比对再生混凝土的压缩和不渗透性的影响,及载荷对再生混凝土的抗压性能和抗渗性能的影响。结果表明,随着骨料的替代比的增加,再生混凝土的抗压强度和不渗透率降低。加载后,再生混凝土的渗透系数降低,抗压强度增加。

持载对FRP-混凝土-钢双壁空心柱轴压承载能力影响

FRP-混凝土-钢双壁空心柱(简称DSTC)是由香港理工大学滕锦光教授提出一种新型组合构件,具有受力性能良好、施工方便、耐腐蚀性能优越等系列优点.已近期成功将DSTC作为受力构件应用于桥墩.将DSTC应用于桥墩等结构主要受力构件时,持载期间的长期变形性能及持载对DSTC承载能力的影响是一个亟待厘清的关键技术问题.以此为背景,开展了持载对FRP-混凝土-钢双壁空心柱轴压力学性能影响试验研究.主要的研究参数包括:钢管的厚度、GFRP管的纤维层数、是否带焊钉及轴压比.研究结果表明:当DSTC轴压比为0.3及0.4时,持载对DSTC轴压承载力的影响非常有限.

持载条件下CFRP加固轴压钢管柱试验及数值分析

碳纤维复合材料(CFRP)加固修复钢结构技术作为一种具有独特优势的加固方法,近年来成为国内外学者研究的热点。以试验研究及与有限元软件模拟相结合的方法,研究CFRP布加固轴心受压方钢管柱构件,主要讨论对于CFRP粘贴层数、不同持载程度和构件中部是否环向锚固对加固后钢柱稳定极限承载力和破坏形态的影响。

高延性水泥基材料在持载下的自修复行为研究路径

目前ECC材料自修复的研究大都是在卸载后进行的,且研究内容主要集中在宏观层面,本文基于ECC材料在交通基础设施工程应用中总是处于持载作用下的实际情况,提出研究在持载下ECC材料的自修复行为的理论和方法,丰富水泥基复合材料在自修复研究领域的知识体系。

长期持载下预应力CFRP加固RC梁时变挠度预测

本文旨在对长期荷载作用下预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)加固铁路桥梁结构挠度控制开展理论研究。采用拉伸增强理论修正预应力CFRP加固RC梁的有效惯性矩,并基于ACI 318规范和有效模量法(EMM)推导长期持载作用下预应力CFRP加固RC梁的挠度预测模型,最后基于有关文献长期持载挠度实验数据对模型进行验证。结果表明:经修正后的两个模型计算值均与实验值吻合度较好;与ACI 318模型相比,EMM模型能更准确预测不同预应力水平和持载水平下CFRP加固RC梁的时变挠度。研究结果能为长期持载作用下预应力CFRP加固RC梁的时变挠度预测提供理论指导。

持载混凝土梁端锚无黏结预应力U形碳纤维带受剪加固试验研究

利用已研发的适用于U形纤维增强复材(FRP)的端锚无黏结预应力系统,对1根未加固梁及6根预应力碳纤维(CFRP)条带加固的不同持载水平钢筋混凝土梁进行受剪性能试验,探究端锚无黏结预应力加固法的有效性。研究结果表明:该方法能够对不同持载水平混凝土梁进行有效加固,可避免条带的端部剥离破坏并实现拉断破坏,提高纤维强度利用率,延缓箍筋屈服,抑制梁刚度的退化和斜裂缝的开展,提升构件受剪承载力,最大提升率约75%;预应力加固效果易受持载水平和配纤率影响,其他加固参数相同时,较高持载水平和配纤率的加固梁受剪性能更好,受剪承载力提高幅度更大。端锚无黏结预应力U形CFRP条带加固梁受剪承载力计算结果与实测结果吻合较好,可为加固设计提供参考。

持载下预应力CFRP加固R.C梁受弯承载力计算及其影响因素分析

粘贴预应力碳纤维布加固混凝土构件是一种行之有效的加固方式,通过对持载下预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯破坏理论分析和总结,推导出承载力计算公式,并通过理论计算分析了持载及预应力水平对承载力的影响。分析结果表明:当受压区混凝土压碎时,梁的极限承载力随着持载的增大而逐渐降低,随着预应力水平增大而逐渐增大且具有极值;当碳纤维布拉断时,梁的承载力随着持载的增大而逐渐增大,而随着预应力水平的增大逐渐降低。持载对极限承载力的影响较小,可以忽略;最后基于加固后构件的延性探讨了预应力CFRP有效张拉应变的控制值。

钢筋混凝土梁加固时的既有荷载对其抗弯性能的影响

模拟实际构件的加固及受力过程,对梁在承受不同荷载作用时外贴CFRP加固进行了抗弯试验和理论分析。试件包括16根外贴CFRP加固梁和2根对比梁。试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、粘贴纤维布时持载大小。论文对持载的大小对梁的抗弯性能的影响进行了详细的分析。试验和分析结果表明:采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用。纤维加固时梁所持荷载的大小,对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大;但对梁的屈服荷载及极限承载力影响较小,可以忽略其影响。论文的试验现象及分析结果都有新颖之处,对相应规范的编制及工程应用有较高的参考价值。

轴压加固柱承载力计算理论

为了进一步研究轴心载荷作用下四周包裹钢筋混凝土加固钢柱的设计计算方法,分别基于我国两本规程对此加固柱的设计方法进行了分析.结果显示:持载状态下,加固柱可靠度需不大于一定初始应力水平指标;两个规范的设计遵循原有构件截面边缘屈服和加固后全截面屈服两种原则;静力载荷作用下,两规范都考虑新、旧截面应力重分布现象,动力载荷作用下只对钢材强度乘以了折减系数,且两种受力情况下都未考虑加固柱应力应变超前或滞后现象.

轴拉荷载作用下粉煤灰混凝土碳化性能研究

研究通过自行研制的长期轴拉持载装置,对不同掺量的粉煤灰混凝土进行短期及长期轴拉荷载下的碳化试验,探讨不同荷载水平的短期加载及长期持载形式对混凝土碳化的影响,进一步分析拉、压荷载对混凝土碳化性能影响的区别。结果表明:在各碳化龄期,不同掺量粉煤灰混凝土碳化深度均随荷载水平的增加而增大;长期持载较短期加载对粉煤灰混凝土的抗碳化性能更为不利;粉煤灰掺量低于30%时,轴拉荷载下的碳化深度大于轴压荷载下的碳化深度,当粉煤灰掺量达到40%,应力水平超过20%时,轴压荷载较轴拉荷载对混凝土的抗碳化性能更为不利。