内嵌式碳纤维板条与混凝土粘结性能的拉拔实验

采用新型的C型试块进行直接拉拔实验,研究碳纤维板条粘结长度、混凝土强度等级和嵌槽尺寸对界面粘结性能(包括破坏形式)的影响。研究表明:极限载荷随粘结长度、混凝土的强度等级和嵌槽尺寸的增大而增大,其中粘结长度的影响最大,混凝土强度等级的影响最小。根据实验测得试块加载端与自由端的荷载和滑移之间的关系曲线,通过计算分析,提出相应的局部粘结-滑移本构模型。

表层嵌贴碳纤维板条加固混凝土梁的抗弯试验研究

在对8根钢筋混凝土梁进行静载试验的基础上,研究了不同嵌贴长度、嵌贴数量对碳纤维板条嵌贴加固梁的破坏形态、极限承载力及刚度等的影响,并且比较了表层嵌贴法和外贴法的加固效果。结果表明,嵌贴长度对加固梁的破坏形态影响较大,过小的嵌贴长度可能引起梁的剪切破坏,足够的嵌贴长度则会保证梁发生延性较好的弯曲破坏;嵌贴数量对梁的破坏形态影响不大。随着嵌贴数量的增加,梁的极限承载力和刚度能得到大幅度提高,而嵌贴长度对二者的影响较小。此外,通过与外贴碳纤维布加固梁的比较表明,相同嵌贴数量下,表层嵌贴法的加固效果明显优于外贴法。

实验梁尺寸对简支梁内嵌CFRP板条弯曲性能影响

研究目的:针对外贴碳纤维增强聚合物(Carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)片材加固混凝土梁易剥离等缺点,本文首先在混凝土梁表层开槽并嵌粘CFRP板条,继而开展单调加载的弯曲性能试验,分析了不同试验梁尺寸(缩尺模型梁尺寸与原型梁尺寸的比值为1/2)对混凝土梁特征荷载、裂缝分布及其间距、钢筋及CFRP板条应变等的影响。研究结论:结果表明:(1)实验梁尺寸对嵌入式加固效果有一定影响,特别是对持续荷载作用下混凝土梁加固后的性能影响更为明显;(2)同荷载下,模型梁的挠度大致为原型梁挠度的1/2,接近几何相似系数;(3)持续荷载作用下的混凝土内嵌CFRP片材加固效果也相对较好,承载力提高幅度均小于无初始荷载作用下的混凝土加固梁,与实验梁几何相似系数无线性关系,且模型梁加固后裂缝间距相对更大,设计时应注意;(4)本研究结果可供桥梁加固研究及应用参考。

CFRP板条加固钢筋混凝土梁的抗剪性能试验研究

通过13根碳纤维板条加固混凝土梁的受力性能试验对碳纤维加固梁的抗剪性能进行研究,比较分析了不同加固量、开槽尺寸、内嵌或外贴碳纤维板条等因素对试验梁受力性能的影响。试验梁为2.3 m跨度的混凝土梁和碳纤维板条加固混凝土梁。试验研究表明,采用内嵌碳纤维板条加固可以有效提高混凝土梁的承载力,减小梁的挠度和裂缝宽度,在试验研究的基础上进行了试验梁的全过程受力分析,与试验结果吻合较好。

CFRP板条嵌入式加固RC框架节点的抗震性能试验研究及有限元分析

为验证CFRP板条嵌入式加固方法对提升十字形RC框架节点抗震性能的有效性,开展了1个CFRP板条嵌入式加固节点和1个对比节点的拟静力试验研究。试验结果表明:在核心区及相邻梁端嵌入CFRP板条可起到类似箍筋的抗剪作用,使得节点由核心区剪切破坏转变为梁端受弯破坏,且梁铰得到转移;构件抗震性能明显提升,承载力和延性分别提高了16.3%和13.7%。同时,利用ABAQUS建立试验数据验证的有限元模型,并对节点主要加固设计参数进行影响分析。结果表明,节点承载力随着CFRP板条面积的增大、板条间距的减小和基体混凝土强度的提高而提高。所提节点加固方法体现出塑性铰转移的抗震设计理念,同时提高核心区抗剪强度和梁端的抗弯强度,可用于RC节点的抗震加固。

嵌贴CFRP板条加固混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验的方法,对表层嵌贴CFRP(碳纤维增强塑料)板条后钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了研究,并与未加固的构件进行了对比,试验研究表明,采用表层嵌贴法加固可以有效提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力及刚度,抑制斜裂缝的产生和发展,减小裂缝宽度,提高混凝土梁的变形能力,改善其受力性能。

内嵌式CFRP混凝土梁抗弯试验研究

对5根混凝土梁进行抗弯试验研究,包括1根对比梁、2根无损伤加固梁和2根损伤加固梁,研究了在开槽数目不同及加固条件不同的情况下,内嵌碳纤维板条钢筋混凝土梁的抗弯性能。研究发现,二开槽加固梁比三开槽加固梁的承载能力有所提高,损伤加固梁的承载能力略高于无损伤加固梁,加固梁的裂缝较对比梁的裂缝宽度小,延伸缓慢,分布更为均匀。

德国Rslautal桥加固新技术

Rslautal桥是一座预应力混凝土箱梁桥,该桥位于德国靠近捷克边境,是欧洲E48号公路通往布拉格路线位于Rslautal河谷处的桥梁。受路段内连续增长的重车交通量影响,桥面上需要附加第三个车道,汽车荷载增加要求对该桥实施加固。由于桥位路段内交通量较大,要求该桥在整个加固维修期间要确保一个车道车辆通行。加固施工期限为3个月。苛刻的时间限制以及交通压力迫使联邦德国公路局采用创新技术。箱梁纵向加固采用体外预应力钢束,锚固于附加设置的箱梁内自密实混凝土横隔板上。采用碳纤维增强聚合材料(CFRP)条嵌入粘结在桥面板顶混凝土保护层开槽内,用于抵抗附加的箱梁悬臂板顶面弯矩增量。由于环氧粘结剂冷养护力学性质与温度密切相关,因此必须对施工和运营服务期间的温度影响因素给予关注。该文阐述了环氧粘结剂的热力学性能,桥面板加固设计成果,及建立用于长期同步评估悬臂桥面板加固功效的观测系统。R slautal桥加固案例展示了革新技术使用,保证了桥梁在美观、实用、经济方面的优势,同时为扩展对桥梁加固实施手段的认识提供了高品质素材。

内嵌CFRP加固RC梁非线性有限元分析的问题

内嵌式(NSM)加固法快捷简单、不影响结构的正常使用,是一种值得推广的新技术,阐述了非线性有限元分析的优点及内嵌CFRP板条加固混凝土梁中应注意的一些问题,使分析结果与试验结果吻合更好。

Improvement of the CFRP Mechanical Properties Using Taguchi Method to Optimize the Formation Conditions

Carbon fiber composites have high strength, high stiffness and light weight characteristics to apply to many fields, such as leisure, energy and transportation industries. The CFRP （carbon fiber reinforced polymers/plastics） composites made of carbon fibers as reinforcement and epoxy resins as matrix were prepared by drum winding process. Various parameters such as molding temperature, molding pressure and pressing time were selected as the pre-pregs were laminated to be the CFRP. The effects of fabricating parameters which affected the mechanical properties of CFRPs were analyzed by Taguchi method in this study. The results showed that molding temperature was the main factor to influence the mechanical properties of composites.

嵌贴CFRP增强混凝土T型深梁抗剪性能的试验研究

本文通过对三点弯荷载下的钢筋混凝土T型深梁结构进行有限元模拟获得相应的应变场的分布特征,据此制定采用嵌贴CFRP条加固T型深梁的试验方案;对两组共6榀T型深梁进行三点弯加载试验,运用新型数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术监测深梁表面的应变场;对比研究嵌贴CFRP条加固前后的T型深梁的抗剪性能。结果表明:6榀试验梁均发生以剪切破坏为主的斜压破坏,加固后的T型深梁的斜向开裂荷载与抗剪承载力较未加固前有明显提高;加固后试验梁斜裂缝展开速度减缓,梁表面加载点与支座连线区域应变减小,揭示了嵌贴CFRP条加固混凝土T型深梁后抗剪性能变化规律,表明该加固方法能有效地抑制该试验梁的抗剪破坏;研究成果可为工程实际中嵌贴CFRP抗剪加固混凝土T型深梁提供技术参考。