新型多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱的轴压性能试验研究

为更有效探讨新型多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱的轴压性能,对8根配置多螺旋复合箍筋的混凝土方柱进行了单向轴心受压试验,观察混凝土方柱的破坏过程和破坏形态,探讨了新型多螺旋复合箍筋约束混凝土柱的应力-应变关系曲线,对比分析了箍筋间距、箍筋强度和箍筋形式等因素对混凝土柱强度和延性的影响。结果表明:新型多螺旋复合箍筋可以有效提高钢筋混凝土方柱的强度和延性性能,当箍筋配置合理时,四螺旋复合箍筋柱的峰值强度可提高2倍,五螺旋复合箍筋柱的延性比可达1.98;该类型柱的约束效果要好于传统井字形复合箍筋柱,且五螺旋复合箍筋的约束效果强于四螺旋复合箍筋柱;该类型试件的强度和延性性能会随着箍筋间距的减小而提高,随着箍筋强度的提高而提高,且小间距高强度箍筋约束混凝土试件的应力-应变关系曲线下降段更平缓,变形性能更好;矩形外箍的应力增长要高于螺旋内箍,当试件达到峰值荷载时,普通强度箍筋均屈服,而高强箍筋大部分未屈服,可为试件达到极限破坏状态之前具有良好的延性性能提供一定的安全储备。

多点同时爆炸对钢筋混凝土方柱构件的毁伤特性

为了研究炸药多点协同爆炸对钢筋混凝土方柱构件的毁伤特性、动力响应和破坏机理的影响,设计了柱身单节点、邻面双节点、邻面四节点和全包围四节点4种爆炸试验工况,对4根钢筋混凝土方柱开展爆炸试验。基于试验结果,利用显式动力分析软件LS-DYNA建立了精细化有限元模型,系统分析了炸药中心截面毁伤特性和应力发展时程。研究结果表明:相同爆炸总当量下,炸药节点数量和布置位置对方柱毁伤效果有显著影响;多点爆炸下方柱毁伤效果均大于单点爆炸工况且钢筋混凝土方柱均产生贯穿破坏,邻侧四节点爆炸钢筋混凝土方柱混凝土破坏程度及加速度响应最大;对比邻侧多点爆炸工况发现,炸药节点数量的增加可以有效提高爆炸对方柱的毁伤效应;全包围四节点爆炸工况方柱最早进入全截面高应力状态,并出现4处角部混凝土应力集中,而邻面多点爆炸工况进入全截面高应力状态较晚,仅有3处截面角部混凝土应力集中;单点爆炸时混凝土内部测点应力随到爆心距离增大而减小,而多点爆炸工况下多个爆炸应力波在方柱截面内部耦合叠加,中心混凝土处应力显著增大;受到应力波空间耦合叠加的影响,邻面四节点爆炸工况下方柱截面中心混凝土峰值应力达37.3 MPa,相较其他3个爆炸工况应力增幅达到3.82倍、1.21倍和0.67倍,应力耦合力度增大是导致该工况方柱毁伤最严重的直接原因。

楼板后浇带混凝土方柱支撑施工技术

目前,国内后浇带支撑普遍使用支模脚手架支撑,需混凝土浇筑完成后,后浇带两侧保持至少两跨内架不变,并设置剪刀撑加固支模体系。后浇筑一侧后浇带内架还需再次与旧的一侧后浇带支模架进行连接,待沉降后浇带在主体结构封顶后并满足沉降稳定标准(两侧沉降差小于1~2 mm/月),伸缩后浇带应在两侧混凝土浇筑完成后60 d,最短时间不应小于42 d,经设计同意后浇筑。整体施工工艺较复杂,也造成大量支模架、模板、方木堆积于地下室,无法有效周转,增加项目材料租赁、维护等费用,也不便于地下室的正常进出。结合现场施工实际需要,创新性地使用铝模混凝土方柱代替支模架进行后浇带支撑,在满足结构稳定性的同时,规避了支模架支撑对日常施工进出地下室的影响,减小项目材料租赁、维护费用以及无效人工成本,以提高项目的整体观感。

混凝土帆布和碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土方柱轴压试验研究

钢筋混凝土结构在长期使用中不仅要承受外部荷载作用,还要经受侵蚀性环境的作用(湿度、温度、冻融、化学介质、户外气候等),使得钢筋混凝土结构的长期耐久性会受到影响。在氯盐侵蚀环境下,腐蚀性介质会通过裂缝使内部钢筋锈蚀,从而降低混凝土结构耐久性。纤维增强复合材料(Fibre一reinforced Polymer,FRP)具有厚度小、抗拉强度高、提高结构承载力等优点,在结构加固工程应用中得到广泛关注。但有研究发现,FRP的粘结胶会受侵蚀老化使得腐蚀性介质侵入混凝土内部。而混凝土帆布(Concrete Canvas,CC)加固是将水泥粉置于帆布中,而后将其覆盖在构件表面洒水硬化形成保护性薄层的一种加固方法,具有密实度高、抗侵蚀及施工方便等优点。为了增加钢筋混凝土结构的抗腐蚀能力,本文将采用碳纤维增强复合材料(CFRP)与混凝土帆布(Concrete canvas,CC)新型联合的加固方式,这种加固方式不仅可以抵抗腐蚀介质的侵入,减缓腐蚀过程,还可以提高钢筋混凝土柱的轴压承载力和延性。通过电化学加速锈蚀法模拟西部盐水环境(NaCl盐水)对钢筋混凝土柱的锈蚀损伤,进行CC与CFRP联合加固锈蚀钢筋混凝土方柱轴心受压试验研究。

负载下碳纤维布约束混凝土方柱轴压应力-应变关系的试验研究与分析

通过16个碳纤维布约束混凝土方柱的轴压试验,研究了方柱在不同的负载水平和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析。试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果是有明显影响的。随着负载水平的提高,第二阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应。本文在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据本文的试验结果,首次提出了考虑负载影响的第二阶段刚度、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土方柱的应力-应变关系计算模型。

CFRP加固钢筋混凝土方柱抗震性能尺寸效应的细观分析

为研究CFRP加固钢筋混凝土方柱在地震作用下的破坏模式,该文考虑混凝土材料的非均质性、钢筋-混凝土间的粘结滑移作用,建立了CFRP加固钢筋混凝土方柱三维细观数值模型。在验证数值模型与试验结果吻合良好的基础上,扩展工况探讨了轴压比、CFRP体积配置率对CFRP加固钢筋混凝土方柱抗震性能及名义抗剪强度尺寸效应的影响。结果表明:一定轴压比范围内柱的承载力随轴压比增大而提高,但其延性会降低;该文工况中,CFRP加固钢筋混凝土柱的名义抗剪强度随试件尺寸增大呈降低趋势,存在着明显尺寸效应行为;在经典材料层次尺寸效应律基础上,提出了CFRP加固混凝土方柱名义抗剪强度尺寸效应理论公式(适用范围轴压比小于0.4),模拟结果证实了公式的合理性。

CFRP加固高强混凝土方柱的延性性能试验分析与计算

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固高强混凝土方柱的抗震性能,对13个高强混凝土方柱进行低周反复荷载试验,研究了试件破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力和延性等抗震性能,探讨了轴压比、剪跨比、CFRP加固量对高强混凝土方柱延性性能的影响,给出了计算CFRP布有效约束系数和位移延性系数的公式。结果表明:随着轴压比增大、剪跨比减小,试件耗能能力和延性降低;横向包裹CFRP布可以显著改善高强混凝土方柱耗能能力和延性;与未加固试件相比,横向包裹CFRP布对轴压比较大或剪跨比较小试件的延性提高效果更为显著;随着加固量的增加,试件的耗能能力和延性增大,但增加幅度逐渐降低。

玻璃纤维聚合物约束混凝土方柱简化分析模型

为了简化纤维聚合物约束混凝土方柱的计算和分析,进行了51根(17组)方柱试验,试验主要考虑了混凝土强度、纤维布粘贴形式、纤维布数量以及纤维布条之间的间距对约束效果的影响.提出了一种两阶段简化分析模型来确定约束混凝土应力应变关系曲线,所得的计算值与试验结果基本吻合,证明了这种简化分析模型的可靠性.

FRP组合技术加固高强混凝土方柱的延性性能试验研究

通过对5个高强混凝土方柱的低周反复试验,分别研究了横向包裹碳纤维布(CFRP)、植螺栓杆和横向包裹碳纤维布组合加固方式及夹板和横向包裹碳纤维布组合加固方式对提高混凝土柱延性性能的作用,分别讨论了不同加固方式对高强混凝土柱位移延性系数的提高、能量耗散能力及刚度退化等方面的影响。试验结果表明,在改善高强钢筋混凝土延性方面,组合加固方式要好于仅横向包裹碳纤维布的加固方式,而夹板组合方式好于植螺栓组合方式。

预应力CFRP布加固低强度混凝土方柱的力学性能

为了研究预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固低强度混凝土轴心受压柱的力学性能,按截面配筋率不同设计制作了3组12根混凝土方形截面柱,混凝土强度均为C20,每组包括3根利用预应力CFRP布加固的混凝土柱和1根未加固的普通混凝土柱。通过对每组柱的静载试验,得到了试验柱极限承载力、轴向位移等试验数据,并利用有限元软件ANSYS建立了分析模型,对预应力CFRP布加固低强度混凝土柱进行了研究。结果表明:预应力CFRP布加固的混凝土柱在纵向受力钢筋屈服后,预应力CFRP布对混凝土的环向预压作用能够明显提高加固柱的极限承载力,且承载力提高幅度受截面配筋率及CFRP布张拉控制应力影响;对于配筋率较低的混凝土柱,利用预应力CFRP布加固后柱的承载力提高幅度随CFRP布预拉应力的提高而增大;同时能够明显提高混凝土的极限压应变,增大加固柱的轴向变形;采用预应力CFRP布加固技术能够使CFRP布较早地参与受力,充分发挥其高强度特性。

负载下碳纤维布约束混凝土方柱的轴压试验

碳纤维布约束混凝土柱可以提高其强度和延性,是一种经济、有效的常用加固方法。过去的研究工作大多集中在无负载的混凝土柱,而在实际加固工程中,混凝土柱通常处于负载状态。通过16个碳纤维布约束混凝土方柱的轴压试验,研究了方柱在不同的负载水平和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析。试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果是有明显影响的。随着负载水平的提高,第2阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维布包裹层数的增加,则放大了这种效应。

碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的轴压试验

通过对碳纤维加固钢筋混凝土方柱的轴压试验,考虑了纤维布间距和箍筋间距的变化对加固后RC柱破坏形态以及加固效果的影响,结果表明:加固CFRP布可以一定程度上限制RC柱裂缝的发展,改善裂缝的分布,且使裂缝的宽度相对较小;CFRP布大部分在柱转角处拉断,应用时要考虑倒角半径对CFRP拉应变降低的影响;加固CFRP布后RC柱的轴压承载力和极限应变都有明显提高,延性得到改善,其轴压承载力随纤维布加固净间距和箍筋间距的减小而增加,箍筋@75 mm(包裹一层CFRP)的RC柱的延性最好。

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 。

神经网络技术预测CFRP加固混凝土方柱抗压性能

通过收集大量试验资料 ,建立了基于BP神经网络预测碳纤维加强复合材料 (CFRP)加固混凝土方柱抗压性能的网络结构模型 ,通过网络模拟预测值与真实试验值的比较 ,证明了该网络模型能够有效地预测加固后的混凝土方柱抗压性能 ,并对影响加固效果的各个因素进行了初步分析 ,其结论符合研究报道。

BFRP约束钢筋混凝土方柱轴压过程的有限元分析

采用ANSYS有限元软件,对玄武岩纤维布(BFRP)约束钢筋混凝土方柱轴压进行了有限元建模和数值计算,得到了BFRP约束混凝土的荷载-应变曲线,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,有限元方法可较好地模拟BFRP约束混凝土柱的轴心受压力学性能。

GFRP板加固混凝土方柱的轴压力学性能研究

通过试验对比素混凝土方柱与包裹GFRP板的方柱的力学和变形性能,得出在轴压情况下GFRP板加固混凝土方柱能显著提高柱的承载力和应变的结论,给出在轴压作用下混凝土柱条带和全包GFRP板进行加固的计算公式。

国产碳纤维布加固钢筋混凝土方柱受力试验

通过对采用国产碳纤维布包裹加固的钢筋混凝土轴心受压方柱进行试验研究,分析了方柱受力变形特点及影响加固效果的多种因素.结果表明:碳纤维布包裹加固钢筋混凝土方柱,能有效提高其轴心抗压极限承载力,大大改善其延性.承载力的提高与碳纤维布条的幅宽、净间距等因素有关,试验测得在不同的条件下,承载力的提高幅度为19%～37%.国产碳纤维布性能优良,加固效果良好,与利用进口材料加固相比,成本较低,可以减少工程造价,获得更好的经济效益.

混杂纤维加固混凝土方柱的轴压性能试验研究

通过对不同加固方式下的钢筋混凝土短柱轴压性能试验,研究了混杂纤维约束混凝土柱的破坏形态及荷载与钢筋、混凝土之间的应变曲线关系,以承载力和延性为指标对比分析了不同混杂方式、混杂体积比的混杂纤维约束混凝土柱的受力性能.试验结果表明:混杂纤维的约束作用可以有效提高柱的承载能力,并使其延性得到显著改善;对于其混杂越均匀和二级拉伸破坏的试件,表现出更好的混杂效果,体现出混杂纤维的优越性.

碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的试验研究

本文采用碳纤维布,分别对未加载的钢筋混凝土方柱及加载至开裂的钢筋混凝土方柱进行加固,通过试验研究了碳纤维环箍加固对钢筋混凝土方柱在轴心受压情况下极限承载力的提高程度,并分析了影响钢筋混凝土方柱极限承载力因素.

玻璃纤维布加固钢筋混凝土方柱轴压承载力计算

对6根玻璃纤维布加固混凝土柱和1根对比试验柱作受压试验.分析玻璃纤维布的受压加固机理及影响玻璃纤维布受压加固效果的因素,证明玻璃纤维布加固有助于钢筋混凝土柱受压承载力的提高.引入玻璃纤维布非有效约束区、有效约束区面积An、Ae,纤维布体积加固率μfx、μfy等参数来考虑加固参数对加固柱加固效果的影响,提出玻璃纤维布加固钢筋混凝土方柱在轴心受压作用下的计算模型,给出GFRP约束混凝土极限抗压强度fcc的确定方法和玻璃纤维布加固钢筋混凝土方柱的承载力计算公式.公式计算结果与试验结果吻合较好.