预应力混杂C/G纤维布加固梁的受力性能研究

对于混凝土梁和预应力混杂C/G纤维布分别采用非线性组合单元和层壳单元模拟,采用Owen屈服准则和Hinton压碎准则等描述了混凝土非线性特性,同时实现了混杂C/G纤维布空间预应力效应,编制了加固体系的三维非线性有限元计算程序。结果表明,预应力水平是影响预应力混杂C/G纤维布加固结构力学性能的主要因素,提出的确定预应力混杂C/G纤维布力学性能的理论方法和计算模型正确。研究结论可供工程加固设计参考。

高强玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料加固混凝土梁的抗弯试验研究

以高强玻璃纤维 (SGF)布与碳纤维 (CF)布混杂加固混凝土梁 ,进行对比试验研究 ,结果表明 ,与单一CF布加固相比 ,SGF/CF布混杂加固不仅使梁的延性显著提高 ,加固成本大幅降低 ,而且承载力也略有提高 ,仅刚度略为降低。

预应力混杂C/G布加固板梁桥的受力性能研究

对空心板采用预应力C/G布加固,计算结果表明,通过闭合裂缝,提高了梁的有效刚度,恢复或部分恢复了梁的刚度,保证了桥梁的正常使用功能。板梁底张拉C/G布为钢筋卸载,延长了桥梁的疲劳寿命。在荷载作用下,纤维布上产生了弹性应变,且应变随着荷载的增加而增大,表明纤维布参与板受力而发挥了作用。纤维布与混凝土能够协同工作,预应力纤维布主动加固效果较为显著。预应力C/G布为板梁桥提供了一种新的加固方法,可供工程加固设计参考。

碳/玻混杂纤维布加固混凝土圆柱轴心受压性能

进行了素混凝土柱(未加固)、两层单一碳纤维(CFRP)加固混凝土柱、两层单一玻璃纤维(GFRP)加固混凝土柱和两层碳/玻不同比例层内混杂纤维(HFRP)加固混凝土柱的对比试验研究,以探讨各种加固条件下试件的破坏过程和特征。试验结果表明,相对于单一CFRP加固混凝土柱,碳/玻HFRP加固混凝土柱在保证一定的极限承载力的前提下能显著提高其延性,同时降低加固的成本。

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 。

预应力混杂碳/玻璃(C/G)纤维布加固RC梁的应力重分布

基于实体退化单元,对钢筋混凝土(RC)梁和混杂碳/玻璃(C/G)纤维布采用分层壳元模型,对纵向受力钢筋采用组合壳元模型,模拟了混杂C/G纤维布的预应力作用,建立了预应力混杂C/G纤维布加固RC梁的非线性层壳组合单元模型,采用弥散裂缝模式、Ottosen屈服准则和Hinton压碎准则描述了加固梁的开裂、屈服和压碎的材料非线性效应,分析了破坏全过程中加固梁挠度变化规律、刚度折减规律、极限承载力与混杂C/G纤维布应力重分布。计算结果表明:非线性层壳组合单元分析方法可靠,加固梁的特征荷载计算值与试验值的相对误差不超过10%,且非线性层壳组合单元具有较好的收敛性和数值稳定性;在加固梁达到开裂荷载前,混杂C/G纤维布的应力重分布系数变化较小,开裂荷载时为1.3,其后应力重分布系数逐渐增大,屈服荷载时为4.1,极限荷载时为14.8;采用普通C/G纤维布加固时,纤维布高强性能未充分发挥,利用率约为83%,采用预应力C/G纤维布能改善梁的结构体系,能使得材料充分发挥作用,利用率超过90%。

混杂纤维复合材料加固混凝土梁的合理方法

提出玻璃纤维(GF)有纬单向布和碳纤维(CF)无纬单向布合理匹配,混杂加固混凝土梁的思路,并进行试验研究.结果表明相对碳纤维复合材料(CFRP)加固方法,合理匹配的GF/CF混杂纤维复合材料(HFRP)加固法既能在保证承载力的前提下显著提高被加固构件的延性,又能显著降低加固成本,且刚度差别很小.

纤维布增强混凝土抗剪承载力设计的若干问题

根据已有纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪实验研究结果 ,指出ACI建议的抗剪计算方法的不足之处 ,并提出改进方法。

混杂纤维片材拉伸性能研究

参考标准GB/T3354-1999测试了由碳纤维、玻璃纤维和尼龙纤维等编织的不同混杂纤维布和增强环氧树脂复合板的拉伸强度、弹性模量和拉伸过程曲线等,分析了混杂比例对干纤维布和纤维增强环氧树脂板拉伸性能的影响。结果表明:与1C1G和2C1G纤维布相比,1C2G单向纤维布呈现出更为理想的分级破坏形式,应力传递更稳定;在碳、玻璃混杂纤维增强环氧树脂板体系中,1C2G复合板延性优越,最大延伸率达1.68%;与碳、玻璃混杂纤维增强环氧树脂板相比,含有尼龙纤维的混杂纤维树脂板在拉伸过程中具有下降段,延性效果改善良好,但抗拉强度偏低;环氧树脂在复合材料中进行应力传递和重分配,有效提高了复合材料的整体受力性能。

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能;对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著;相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60%～100%;将IHFRP应力应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.