双端张拉CFRP布加固大直径RC圆柱的预应力损失

针对单端张拉碳纤维(Carbon Fibre Reinforced Plastics,CFRP)布加固大直径RC圆柱持荷过程中损失较大的问题。本文提出增设一套张拉锚固装置的双端张拉施工方法对其进行改善,对12组预应力CFRP布加固RC柱进行了预应力损失试验研究。考虑了单/双端张拉、柱直径大小、柱表面粗糙度、是否二次张拉对预应力损失的影响,分析了张拉过程的摩擦损失和持荷过程的预应力损失。建立了CFRP布预应力损失理论计算公式。试验结果表明,张拉过程中CFRP布与柱表面的相对滑动造成的摩擦损失是CFRP布预应力损失的主要部分,双端张拉较单端张拉可有效降低CFRP布的最大摩擦损失和CFRP布总预应力损失,其降幅高达53.9%和46.7%。在柱面涂胶可降低CFRP布的摩擦损失率和回缩引起的预应力损失率,二次张拉可有效降低CFRP布回缩引起的预应力损失率。基于试验结果建立了预应力损失计算公式,为CFRP布预应力损失计算提供参考。

CFRP加固钢筋混凝土梁抗裂性的理论及实验研究

采用试验研究与理论分析相结合的方法对CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性能进行了相关研究。探讨了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下裂缝的发展规律以及裂缝发展的影响因素;得到了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下的平均裂缝宽度与最大裂缝宽度之间的近似关系式。可为修订CFRP加固技术规程,完善加固设计方法,拓展加固技术提供参考。

CFRP布加固小偏心受压PEC柱的试验研究

为研究碳纤维布对H型钢部分包裹混凝土柱(PEC柱)在小偏心受压情况下的加固性能,共进行了10根试验柱的试验。试验柱分为两组,第一组和第二组各有5根试验柱,分别为偏心距30 mm的受压柱和偏心距50 mm的受压柱。其中两组中都有一根对比试验柱。试验结果表明,由于CFRP(碳纤维增强复合材料)布的约束作用,包裹CFRP布试验柱与对比试验柱对比,极限承载力提高5.12%~9.89%;CFRP布的粘贴间距、粘贴层数对PEC柱承载力的影响,与各试验柱相互对比,随其粘贴间距的减小和粘贴层数的增加,PEC柱抗压承载力也分别有所提高。证明CFRP布约束对提高PEC柱抗压性能的有效性。最后,在试验的基础上,考虑不同影响因素来对轴力和弯矩计算公式进行参数修正,提供了包裹CFRP布后矩形截面PEC柱在小偏心受压情况下承载力的计算方法,计算公式得到的计算结果与试验结果吻合度较高。

CFRP材料在桥梁加固工程中的应用

碳纤维复合材料 (CFRP材料 )具有自重轻、强度高等许多优点 ,在桥梁工程尤其是桥梁加固工程上得到较广泛地应用。介绍了CFRP材料的特点 ,国内外CFRP布技术指标比较 。

CFRP布条带约束混凝土圆柱承载力计算方法研究

通过6根CFRP布条带约束混凝土圆柱静载试验,研究CFRP布条带约束对混凝土柱承载力和变形的影响规律。试验结果表明:随着条带包裹层数的增加,CFRP布条带约束混凝土柱承载力和变形均有一定幅度的提高。依据试验及理论分析,提出适用于CFRP布条带约束混凝土柱的承载力计算方法,可为工程设计人员提供一定的参考。

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为能够合理粘贴CFRP布、有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力,开展了CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,并比较了三种加固方案的加固效果。结果表明:增加CFRP布的粘贴片数不能持续提高抗弯承载力;在梁体两侧粘贴CFRP布综合加固效果更佳;梁间间断设CFRP的U型箍可以减缓纵向CFRP布与混凝土间的界面剥离。

CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性及裂缝宽度的探讨

采用试验研究与理论分析相结合的方法对CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性能进行了相关研究。探讨了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下裂缝的发展规律以及裂缝发展的影响因素;分析了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下的平均裂缝宽度、最大裂缝宽度的计算问题。可为修订CFRP加固技术规程,完善加固设计方法,拓展加固技术提供参考。

CFRP加固素混凝土梁配布率优化与造价分析

文章以CFRP加固素混凝土梁为研究对象,在考虑材料价格的基础上以其单位长度的最低造价为目标函数。运用基于CFRP加固混凝土梁正截面承载力计算方法和应变协调条件,运用拉格朗日函数推导出了优化配布率的合理表达式。并在推导出的优化配布率表达式的基础上,通过其在满足相应CFRP级别和混凝土强度等级所对应的正截面受弯承载力和最大配布率范围的约束条件下,给出了存在优化配布率的前提下相应的CFRP价格与混凝土价格比值的范围,并且通过算例的计算分析来验证了作者提出的方法。

CFRP布带加固T形截面混凝土柱轴心受压试验

目的研究轴心压力作用下碳纤维(CFRP)布加固T形截面混凝土柱力学性能。方法设计制作9根T形截面混凝土柱,其中1根为未采用CFRP布约束的普通混凝土柱,其余8根混凝土柱分成两组,每组包含3根CFRP布用量相同、但是CFRP布的幅宽和净间距不同的试验柱,以及1根CFRP布沿柱高方向全包裹的试验柱,其中第Ⅱ组试件在T形截面柱翼缘与腹板转角处利用角钢对CFRP布进行锚固。通过静载试验获得各试件受压极限承载力、构件破坏模式以及材料的应力变化等试验数据。结果CFRP布带加固T形截面混凝土柱,当CFRP布用量相同时,同等情况下T形截面柱极限承载力提高幅度随着CFRP布带净间距的减小而增大;在轴心压力作用下,在T形柱翼缘与腹板转角处采取适当的CFRP布锚固措施,能够较好发挥CFRP布的抗拉强度,提高构件的极限承载力。结论CFRP布带加固T形柱,能够在节约材料的基础上获得良好的加固效果。

CFRP约束矩形柱与圆弧化处理柱性能对比分析

阐述了CFRP布约束混凝土柱的受力原理及破坏形态,探讨了CFRP布约束混凝土柱的侧向约束机理,进行了在混凝土等级不同、加固量不同条件下矩形柱与圆弧化处理柱的性能对比,并分析了圆弧化处理截面优于矩形倒角截面的原因,提出了将来CFRP布约束混凝土矩形柱的圆弧化处理建议。

偏心距对CFRP布加固钢筋混凝土L形柱力学性能的影响

为提高钢筋混凝土L形柱的力学性能,利用ABAQUS有限元软件建立碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土L形柱模型,通过L形柱的荷载-挠度曲线和承载力分析验证模型的有效性。设计不同偏心距的模型构件,模拟分析CFRP布加固钢筋混凝土L形柱的力学性能。结果表明,在偏心荷载作用下,近荷载柱肢混凝土和远离荷载柱肢混凝土的最大等效应力分别出现在柱子的中上部和最底部。随着偏心距的增大,加固前后试件的极限承载力均逐渐降低,CFRP布加固的钢筋混凝土L形柱的延性和承载力提升幅度增加,加固效果显著。该研究为CFRP布加固钢筋混凝土L形柱提供了参考。

偏心率对CFRP钢管约束混凝土柱力学性能的影响

为研究偏心率对碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)布加固钢管混凝土柱力学性能的影响规律,借助有限元软件ABAQUS对偏心率为0. 3%、0. 6%、0. 9%和1. 2%的构件分别进行数值模拟。结果表明:随着偏心率的增大,被动约束的紧箍力减小;偏心率对构件的荷载挠度曲线影响比较大,对于偏心率大的构件,其极限承载力较小;不同偏心率对于不同长细比的构件影响不同,长细比为28时,构件的承载力相应地整体降低。

肢长比对CFRP布加固钢筋混凝土L形柱力学性能的影响

为研究肢长比对偏压下CFRP布加固钢筋混凝土L形截面柱的力学性能影响规律,对不同肢长比的构件进行ABAQUS数值模拟。将得到的试验参数进行分析,结果表明:随着肢长比的增大,极限承载力下降;肢长比越大,其受拉区CFRP布、钢筋两者的抗拉特性发挥得越充分,CFRP布对承载力提高的幅度越大,所以CFRP布对肢长比较大的钢筋混凝土L形柱的加固效果较明显。

淡水环境中水工钢闸门与碳纤维布黏结性能研究

水工钢闸门长期频繁处在干湿交替状态,易发生金属腐蚀并降低结构的稳定性和承载性,碳纤维复合增强材料(CFRP)具有良好的抗腐蚀能力和抗拉能力,用作加固材料能延长闸门使用寿命,施工时保证CFRP与闸门之间的有效黏结是重难点。设计了9组CFRP与钢板黏结剪切试验,基于CFRP与钢板的黏结剪切破坏分析CFRP的黏结长度、钢板腐蚀程度以及黏结宽度等对有效黏结长度的影响。数据表明,CFRP与钢板的有效黏结长度是80 mm,且长度随钢板腐蚀程度加深而递减,与CFRP的粘贴宽度无关;CFRP与钢板的极限黏结力之间是线性增大关系,且当有效黏结长度低于实际粘贴长度时,极限黏结力不再动态变化。另外,试件所展现出黏结破坏的延性得到了一定的改善。

基于ANSYS分析的装配式PC箱梁碳纤维布加固抗弯性能研究

为研究碳纤维布对装配式PC箱梁加固后的抗弯性能,利用ANSYS有限元程序建立了7片装配式PC箱梁空间实体模型,在不同工况下对梁的试验加载过程进行非线性有限元模拟仿真,分析了箱梁的特征荷载、挠度曲线及碳纤维布应变。结果表明:粘贴碳纤维布可以有效提高装配式PC箱梁抗弯性能及加固效果,经济性更高。

CFRP布条带加固T形柱力学性能分析

为了研究轴心压力作用下碳纤维(CFRP)布加固T形截面混凝土柱的力学性能,以9根T形柱的轴心受压试验数据为基础,采用数值模拟的方法对CFRP布约束下的T形柱的极限承载力进行分析,结果表明数值分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上,开展了CFRP布加固T形截面柱承载能力的拓展分析,探讨CFRP布条幅宽度及净间距、混凝土强度、纵筋直径、CFRP布粘贴层数、CFRP布加固量对加固T形截面柱力学性能的影响。研究结果表明:当CFRP布用量相同时,柱的极限承载力与CFRP布条幅净间距和条幅宽度有关,在进行结构加固时不能仅考虑减小条幅净间距;混凝土强度等级的提高、纵筋直径的增加、CFRP布粘贴层数的增加以及CFRP布加固量的增加均能提高模拟柱的极限承载能力;在T形柱的翼缘与腹板转角处采用角钢锚固CFRP布,能够较好发挥CFRP布的抗拉强度,提高构件的极限承载力。