碳纤维布加固损伤再生混凝土梁受弯性能研究

为研究因承受荷载而产生损伤的再生混凝土梁经碳纤维布加固后的受弯性能,选取不同的再生骨料取代率,设计了9根再生混凝土梁;通过预加弯曲荷载使试验梁产生初始损伤,卸载后在损伤梁底部粘贴不同宽度的碳纤维布进行加固,再对试验梁进行受弯承载力试验;考虑再生骨料掺量及预损伤程度的影响,提出了碳纤维布加固损伤再生混凝土梁发生剥离破坏时的受弯承载力计算公式。结果表明:因预损伤产生的裂缝降低了碳纤维布与再生混凝土梁间的黏结强度,加固梁均发生了剥离破坏;随再生骨料取代率的增加,试验梁在相同荷载下产生的裂缝宽度和数量逐渐增加,极限承载力有所减小;随碳纤维布加固宽度的增大,试验梁破坏时的挠度减小,极限承载力提高,裂缝分布细而密;随预损伤程度的增大,试验梁破坏时的裂缝宽度逐渐增大,数量明显增多,但极限承载力和挠度变化并不明显;受弯承载力计算值与试验值吻合较好,研究成果可为碳纤维布加固损伤再生混凝土梁的受力性能评估提供参考。

“无机粒子-无纺布”协同改性碳纤维复合材料及其增韧机理

针对碳纤维复合材料层间性能较差、易发生分层损伤的问题,提出一种采用SiC粒子和热塑性共聚酰胺(PA)无纺布对碳纤维/环氧树脂基复合材料(CFRP)进行增韧改性的技术,在层间构筑一种“无机颗粒/热塑性纤维/树脂基体”多组分多尺度增韧相体系,对比分析改性前后复合材料的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性和耐热性,借助扫描电子显微镜(SEM)和动态热机械分析仪揭示其增韧和耐热性机制。结果表明,与未改性的CFRP材料相比,当SiC填充量(质量分数)为1%、PA无纺布面密度为25 g/m2时,改性CFRP材料Ⅰ型层间断裂韧性(GⅠC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)分别提高了52.7%和222.6%。无机粒子的阻滞效应、纤维的桥连效应和基体树脂的塑性变形是其主要增韧机制。

碳纤维布加固混凝土梁受力性能参数分析

我国20世纪中期所建建筑基本上已达到使用极限,甚至有些建筑早已超过使用年限,为了保障使用者生命安全和财产损失,这些建筑均应被拆除。但是考虑到建筑结构物拆除所引发的成本和环境问题,后期的加固维修就成为了目前解决这一问题的重要手段。于是,碳纤维布加固结构的方法应运而生。碳纤维布由于质量轻、抗疲劳、抗拉性能好、施工简单等诸多优点,常被用来作为当代建筑的加固材料,吸引了海内外大量学者的研究和推崇,从而使得其成为一种理想的加固材料,也是现在最主要的加固方法。但是,考虑到试验耗时和成本等问题,加上试验过程中难免出现人为误差,使得试验结果与实际相比误差较大,于是数值模拟的方法越来越受到人们的重视。为了了解碳纤维布加固方式和加固厚度对混凝土梁性能的影响,笔者在保证混凝土、碳纤维布参数不变的情况下,通过在混凝土梁底加固厚度为0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm(D-1、D-2和D-3)以及U型加固厚度为0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm(U-1、U-2和U-3)碳纤维来探讨碳纤维布加固方式和加固厚度对混凝土梁受力及变形性能的影响。

碳纤维及碳纤维布混凝土抗冻性及能量耗散试验研究

为探究碳纤维增强方式对混凝土材料抗冻性能及能量耗散影响规律,利用纵波波速仪以及电液伺服压力机获取冻融循环作用(0,25,50,75,100次)后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维及碳纤维布混凝土)的纵波波速及力学性能,分析碳纤维增强方式、冻融循环次数对试件相对动弹性模量、峰值应力、能量耗散及损伤度影响规律。结果表明:①相较于冻融循环0次素混凝土,冻融循环25,50,75,100次试件相对动弹性模量降幅分别为8.21%、18.33%、30.44%、45.89%,冻融循环次数的增加使试件相对动弹性模量降低,碳纤维及碳纤维布均能减缓试件相对动弹性模量降幅;②冻融循环次数的增加使四种不同混凝土试件峰值应力均呈降低趋势,碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件强度,还能够增强其抗冻性,且两者组合时对试件的提升效果最佳;③相较于未冻融试件,冻融循环25,50,75,100次时弹性变形能降幅分别为3.87%、7.63%、9.67%、12.70%,耗散能降幅分别为10.42%、21.97%、30.16%、41.60%,冻融作用会使试件内部产生损伤,降低试件储能、耗能效果;④三种碳纤维混凝土在达到峰值应力时对应机械损伤度值显著高于素混凝土对应机械损伤度值,碳纤维的增强作用能够有效提升混凝土材料吸能效果、延展性及抗冻性。

碳纤维增强复合布加固混凝土圆柱受压承载力试验与数值模拟

[目的]对不同层数碳纤维增强复合(CFRP)布加固混凝土圆柱进行轴心抗压试验的破坏分析以筛选出最优层数,并在此基础上对混凝土强度及长细比参数作进一步分析.[方法]采用万能试验机对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验,同时利用ABAQUS非线性有限元软件进行模拟验证及参数分析.[结果]轴压试验结果的极限承载力及荷载-位移曲线表明,CFRP布加固混凝土圆柱对于提升混凝土的抗压承载力具有明显效果,同时对于C30混凝土而言,两层CFRP布的加固效果最优.有限元模拟结果得出随着混凝土强度的提升,CFRP布的加固效率降低;当长细比大于2∶1时,CFRP布加固混凝土圆柱对于偏心受压时极限承载力的提升较小.[结论]本文通过对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验分析,筛选出了最优加固层数.同时提出了相应的有限元模型,其与试验结果吻合良好.基于有限元模型对混凝土强度及试件长细比参数进行充分分析,为CFRP布加固混凝土圆柱在实际工程应用中提供了参考依据.

轴向荷载作用下碳纤维布约束损伤混凝土能量耗散试验研究

本文对碳纤维布约束损伤混凝土在轴向荷载作用下的力学性能开展试验研究。设计了混凝土损伤度、碳纤维布层数及碳纤维布缠绕角度三种变量,通过试验结果分析了三种变量对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、耗能效果及机械损伤度的影响规律。试验结果表明:相较于未损伤试件,0.4σm(σm为未损伤混凝土试件单轴抗压强度)、0.5σm、0.6σm、0.7σm应力幅值损伤下素混凝土损伤度均值分别为7.24%、14.86%、25.31%、36.66%,损伤度与损伤应力幅值间指数函数呈现良好的正相关。碳纤维布的约束作用增强试件峰值应力及延性,0.4σm损伤应力作用后,相较于未粘贴碳纤维布试件,粘贴1,2,3层碳纤维布试件峰值应力增幅分别为34.99%、55.16%、64.42%,碳纤维布粘贴层数与峰值应力间指数函数呈负相关,过量的纤维布使试件应力增幅不再明显。碳纤维布缠绕角度的增大使试件单位体积耗散能线性降低,缠绕角度的增大降低了荷载作用下试件的承载效果。应力损伤幅值的增大使试件机械损伤度降低,碳纤维布层数的增加使试件机械损伤度增加,纤维布的约束保护作用极大提升了试件的耗能效果。

预应力碳纤维布加固钢梁抗弯性能的试验研究和有限元分析

为了研究预应力碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymer,CFRP)布加固钢梁抗弯性能,首先对未加固钢梁、CFRP布加固钢梁和预应力CFRP布加固钢梁进行单调加载试验。紧接着建立预应力纤维布加固钢梁的数值仿真模型,并通过试验验证了该模型。然后研究碳纤维布的长度和厚度、碳纤维布的预应力以及粘结剂的断裂强度和弹性模量对钢梁极限抗弯荷载的影响。最后,提出了预应力碳纤维布加固钢梁极限抗弯荷载的计算公式。研究结果表明,碳纤维布加固钢梁的典型失效模式有两种:碳纤维布的受拉断裂和碳纤维布与钢梁下翼缘间界面的粘结破坏。不同参数(碳纤维布的长度和厚度、碳纤维布的预应力以及粘结剂的断裂强度和弹性模量)对加固钢梁的极限抗弯荷载变化规律的影响是不同的,其中以碳纤维布的厚度和预应力最为明显。随着碳纤维布的预应力逐渐增大,加固钢梁的破坏模式由受弯破坏逐渐转变为受剪破坏。文章提出的预应力碳纤维布加固钢梁的极限抗弯荷载的计算公式预测值和数值仿真结果吻合较好。

碳纤维布约束混凝土短柱轴压性能试验研究

采用碳纤维布,对6组混凝土短柱进行环向粘贴加固,考察了碳纤维布加固对短柱的轴心抗压极限承载能力的提升效果:分析了碳纤维布加固对短柱的破坏形态和荷载应变关系;通过各组试件试验结果的对比,分析了碳纤维布的用量、布置形式对轴心抗压承载力的影响。实验表明:随着包裹间距的减小,混凝土圆柱轴心受压逐渐增大,层数相同的情况下,加固面积越大,约束混凝土抗压强度和变形能力越大,对混凝土的加固效果越明显,因此加固过程中,可以采用CFRP纤维布增加混凝土圆柱的轴压性能。

不同碳纤维布加固方式的木构件损伤演化规律

为研究不同碳纤维布(CFRP)加固方式时木构件的损伤演化规律,有效评估构件的损伤程度,利用声发射、数字图像技术对碳纤维布加固的杉木构件在轴向压缩时的损伤过程进行实时监测。分析了不同加固方式对木构件的力学特性、声发射参数、表面应变场演化特征的影响。结果表明:碳纤维布的加固能明显改善木材的力学性能,抑制脆性破坏的发生,随着加固层数、角度的增大,木材的平均极限承载力、位移延性随之增大;声发射信号的活跃程度随着碳纤维布加固的角度、层数的增大逐渐降低,累计振铃计数、累计能量值也随之减小,利用数字图像技术可以有效观测裂纹的萌生及扩展方向,两种方式结合可以全面揭示木材的内部损伤程度以及裂纹演化规律;通过声发射法、数字图像法可以确定不同加固方式时试件的起裂荷载,随着加固角度、层数的增大,起裂荷载也逐渐增大;根据声发射累计事件数与荷载关系建立的损伤演化模型,可以较好地反映材料在轴压过程中的损伤演变规律。

外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能研究

为了提升外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能,对比分析了未掺加钢纤维和掺加不同含量钢纤维的外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能。结果表明,掺加钢纤维可以提升混凝土试件的抗压强度、劈拉强度、极限荷载、峰值扰度和最大应变,从而对混凝土起到加固作用;掺加钢纤维试件的极限荷载要高于未掺加钢纤维的试件,且钢纤维掺加量越大则极限荷载越大,界面滑移也越大;都使用再生骨料混凝土的情况下,掺加钢纤维试件的有效粘接长度大于未掺加钢纤维的试件,且当钢纤维掺加量较大时试件有效粘接长度要高于未使用再生粗骨料的试件。

碳纤维布增强聚丙烯板落锤试验研究

为研究碳纤维布增强聚丙烯板材的抗冲击性能,利用环氧树脂采用外贴的方式分别制备单层碳纤维布和双层碳纤维布的复合板材,同时设置未粘贴碳纤维布的对照组试件,并通过采用INSTRON CEAST 9350落锤冲击试验系统分别以4、8、12 J的能量进行落锤试验,并得出冲击荷载-位移的曲线和试验后板材的损伤破坏形态。试验结果表明,外贴碳纤维布能够显著提高聚丙烯板材的抗冲击性,并且也能够减少聚丙烯板材在冲击荷载下“应力发白”现象的产生,同时粘贴双层的碳纤维布的板材的抗冲击能力优于粘贴单层碳纤维布的板材。

碳纤维布在装配式渡槽加固工程中的应用

棣山电站经过40多年运行,电站引水渡槽槽身混凝土碳化、破损、钢筋锈蚀老化、槽身变形、漏水等问题严重。在保留渡槽主体结构前提下,针对渡槽各个构件存在的问题,运用碳纤维布对预制梁板结构进行加固。工程修复后经过2 a的运行观察,相关病害得到有效处理,漏水现象得到根治,碳纤维布在工程中得到成功应用,可为类似工程加固提供参考和借鉴。

基于ABAQUS的负载下碳纤维布受弯工字形钢梁有限元分析

随着软件有限元模拟技术和经济的不断发展,ABAQUS软件作为工程应用中大型有限元软件,经过有限元分析,均清晰地对问题进行了诠释。论文基于ABAQUS有限元软件,分析模拟研究了负载下,不同加固参数对加固受弯工字形钢梁力学性能的影响,为工程实际提供参考借鉴作用。具体结论主要为以下几点。不同负载水平(负载0%、30%、45%、60%、70%)的钢梁,加固参数相同,试件组合体承载力有限元模拟值与试验值误差在5%以内,吻合良好。负载水平不同,其最终破坏荷载也不尽相同,荷载挠度曲线规律相似,但负载水平的提高而破坏荷载有所下降。负载条件不同,不同加固层数下的荷载-挠度曲线近似相近,试件承载力与加固层数呈正比,但加固层数至一定程度,承载力增长幅度基本呈平稳趋势。当加固层数达到两层时,加固效果良好。随着改变碳纤维布长度,其荷载-挠度曲线规律基本相似,且随着碳纤维长度的增加,承载力也有一定提高。

基于粘贴碳纤维布施工工艺的桥梁养护加固方法

为提升桥梁的抗弯承载力,以洮河大桥修复加固工程项目为例,对基于粘贴碳纤维布施工工艺的桥梁养护加固方法进行研究。详细阐述了粘贴碳纤维布施工工艺步骤和要点,并搭建有限元模型,对施工后的抗弯承载力进行测试,测试结果表明,钢筋混凝土梁的抗弯承载力得到提升,粘贴碳纤维布施工工艺具有良好的应用效果,符合施工要求。

探究碳纤维布在行车梁立柱加固中的应用

本文重点介绍了行车梁柱加固中碳纤维布的使用方法。首先介绍了纤维布包括高强度、轻质、耐腐蚀等基本性质。随后,碳纤维在行车梁柱加固方面的优势通过对比传统的加固材料和碳纤维布料的优缺点,接着阐述表面处理、粘结剂选择、固化时间等碳纤维布的施工流程及注意事项。最后,将碳纤维布应用于行车梁柱加固的效果通过实际案例进行展示,并对其潜力及工程实践中的展望进行总结。旨在促进碳纤维布在行车梁柱加固中的广泛应用,为相关领域研究提供参考。

碳纤维布加固修复建筑结构技术探讨

近几年,国内各种各样的建设项目越来越多,安全生产,安全施工,可谓是全社会都在关心的问题。在工程建设中,可能会遇到极端的天气情况,高温或低温等,还可能会出现意外情况等,因此,对建筑工程而言,加强对建筑物的支撑与加固是非常重要的。碳纤维布是一种新型的修补、增强材料,具有很高的应用价值,也具有很高的经济效益。

碳纤维布在建筑结构加固修复工程中的应用

近些年来我国现代科学技术得到了全面的发展和进步,这为建筑工程事业各类新型现代化材料研发工作创造了良好条件,多种不同类型的先进施工材料应运而生,其中碳纤维布就具备一定的代表性。碳纤维布具备诸多技术优势,属于一种高强度施工材料,被广泛的应用在了工程项目建设行业的各个领域当中。详细来说,碳纤维布的力学性能极为突出,应用在建筑工程施工工作当中能够展现出极强的抗拉能力,还能有效应对寒冷自然条件、高温自然条件以及腐蚀性自然环境,综合应用成效极为理想,受到了业界人员的一众青睐。在当今工程项目建设高品质发展的时代背景下,相关技术人员要恰当合理地运用这类新型施工材料,借此来不断提升建筑工程行业加固施工技术的整体应用水平。本文深入探究了碳纤维布加固技术的具体原理和特点,结合相应的工程项目加固施工案例,详细阐述了建筑工程加固修复施工的具体需求,明确了碳纤维布材料的具体应用标准,确保广大施工人员明确碳纤维布加固施工工艺的正确应用方法以及注意事项,并且对碳纤维布的各类应用状况做出了探讨。

碳纤维布加固修复建筑结构技术

建筑工程通过碳纤维布加固技术,成功应用了梁柱、桥梁、混凝土梁底、楼板、墙体裂缝等部位的修复加固。但是,注意事项的遵循至关重要,以保证技术的有效执行。在结构工程领域广泛应用的一项先进技术——碳纤维布加固修复建筑结构技术。该技术在梁柱、桥梁、混凝土梁底部、楼板、墙体裂缝修复等方面,结合碳纤维布料的高强度、轻量、耐腐蚀等特点,效果显著。本文将就碳纤维布加固技术的应用及相关注意事项,从梁柱加固、墙体裂缝修复等方面进行详细讲解。

碳纤维布加固楼板存在问题及解决措施探讨

碳纤维加固技术对原有结构的破坏相对较少,施工后原有楼板的整体性较好,对使用空间的影响小,但此项技术在施工中可能存在穿孔等若干问题。以北京市某建筑加固项目为例,探讨使用碳纤维布加固过程中的气泡形成、封边冲突及结构界面剂试验缺失等问题,并提出相应的解决措施,以期进一步推动碳纤维加固技术在城市更新项目中的应用。

公共建筑工程碳纤维布加固混凝土结构施工技术

公共建筑项目中的安全与持续性始终是人们关心的中心,为了增强建筑的抗震性能并延长其使用年限,采用碳纤维布加固的混凝土结构施工方法逐步得到了广大的关注。该项技术是在优良力学性能及较好耐久性的基础上,对混凝土结构受力部位进行加固处理,从而提高混凝土结构整体抗震性能及承载能力。文章将对碳纤维布加固混凝土结构的施工技术原理,方法进行详细阐述,目的是为公共建筑工程安全可靠性问题提供一种行之有效的解决措施。