CFRP及EWSS复合加固震损双层高架桥框架式桥墩恢复力模型研究

为研究碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)及外包型钢(Externally Wrapped Steel Section,EWSS)复合加固震损双层高架桥框架式桥墩的恢复力模型,对1榀原型对比试件、1榀无预损加固试件和2榀遭受不同地震损伤加固试件进行了低周往复加载破坏试验,获取了滞回曲线并提取骨架曲线,分析其滞回特性,提出一种弹性段和强化段为双折线、下降段为指数函数且考虑初始损伤的骨架曲线模型;采用试验数据回归拟合方法,定量描述了试件滞回曲线卸载刚度的退化规律,考虑了同级加载承载力退化和定点指向特征,建立了恢复力模型。研究结果表明:复合加固试件滞回曲线捏缩现象明显,呈倒S型,各滞回环分别相交于骨架曲线上正向、负向荷载为屈服荷载0.25倍的点,峰值荷载后EWSS产生包辛格效应;所提出的骨架曲线模型对中度震损和重度震损加固试件下降段指数函数的参数k建议取值分别为3.6和3.4;所建立的骨架曲线模型和恢复力模型计算结果与试验实测结果吻合较好,可为该类结构弹塑性地震反应分析提供依据。

CFRP布加固破坏混凝土框架的拟静力试验研究

按1∶3比例缩尺模型设计了1榀混凝土框架模型,进行了拟静力试验,分析比较了混凝土框架结构及该框架破坏后经碳纤维布加固后的框架结构受力性能、裂缝发展、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及位移延性,研究碳纤维加固已严重损伤的混凝土框架结构的抗震性能.试验结果表明,碳纤维加固震后严重损伤框架结构后,其极限承载能力、耗能能力及延性等抗震性能有明显提高.

CFRP布加固损伤钢筋混凝土框架的抗震试验研究

将用碳纤维布加固的损伤混凝土框架结构试件,进行水平低周反复荷载作用下的试验研究。根据试验现象和数据,分析了碳纤维布加固损伤混凝土框架结构在模拟地震作用下,裂缝及塑性铰出现的顺序和位置;绘出了试件的滞回曲线、骨架曲线。结果表明碳纤维布加固损伤框架结构有较好的耗能能力;延性系数达到4.5;其耗能机制是"梁端和柱端均屈服的混合机制",建议CFRP布横向加固至柱和基础连接处的根部。

CFRP加固结构中框架梁有限元分析

为了研究CFRP(碳纤维复合材料)对于结构性能的影响,采用ANSYS有限元分析软件对加固工程中的RC框架梁进行了非线性分析,研究了RC矩形截面框架梁在CFRP加固前后的力学性能,研究结果表明:CFRP加固后的框架梁的力学性能明显提高,CFRP充分发挥了作用。

CFRP加固工程中框架柱的有限元分析

阐述了CFRP(碳纤维复合材料)对工程结构中框架柱性能的影响,采用ANSYS有限元分析软件对加固工程中的RC框架柱进行了非线性分析,研究了RC矩形截面框架柱在CFRP加固前后的力学性能,结果表明:CFRP加固后的框架柱的力学性能明显提高,CFRP充分发挥了作用。

OpenSees下CFRP加固RC框架结构静力弹塑性分析

为了研究CFRP加固高层RC框架结构的抗震性能,设计了一个10层的框架结构。采用三种不同的CFRP加固方式对其中一榀框架进行了环向加固和抗弯加固后,利用有限元软件OpenSees建立了该榀框架的数值模型,选取指数型竖向分布力模式对原始框架和加固后的框架进行了Pushover分析。分析结果表明仅采用CFRP环向加固能增强结构的延性,对结构的承载力提高不明显,同时采用环向和纵向加固方式能更好的提高结构抗震性能。

碳纤维布加固完好混凝土框架结构抗震性能试验研究

以某二层钢筋混凝土工业厂房的一榀框架结构为原型,按1∶3的缩尺模型,设计了钢筋混凝土框架试件,并对该框架的梁端、柱端及节点进行碳纤维布加固,然后对该框架进行水平低周反复荷载的试验.基于试验结果,主要分析了碳纤维布加固完好钢筋混凝土框架试件的裂缝发展、抗震能力及破坏特点,绘出了试件的滞回曲线、骨架曲线和柱端钢筋及CFRP布的滞回曲线.研究了碳纤维布加固完好混凝土框架结构的抗震性能.试验结果表明,碳纤维布加固完好混凝土框架结构具有良好的抗震性能和滞回耗能能力.

碳纤维布加固混凝土框架抗震性能试验研究

通过2榀1∶2 52层2跨混凝土框架低周反复加载试验,对应用碳纤维布加固混凝土框架方法进行了探索性研究,从滞回性能、节点核心区剪切变形、耗能能力以及强度、刚度退化等多个方面对加固后框架结构抗震性能的改善效果进行了分析评价。

粘钢与碳纤维布加固框架中节点对比试验研究

通过6个足尺框架中节点(2个粘钢加固,2个碳纤维布加固,2个未加固)在低周反复荷载作用下对比试验,对比分析了节点区破坏特性和滞回曲线,以及节点区梁柱纵筋、混凝土、钢板和碳纤维布的应力水平。结果表明:粘钢加固能明显提高中节点抗剪承载力,碳纤维布加固能有效改善中节点的抗震性能。为改进和选择合理的框架中节点加固方案提供了试验依据。

碳纤维加固受损框架节点与未受损框架节点的比较与分析

通过碳纤维加固受损框架节点与未受损框架节点的试验研究 ,对两者在承载力、刚度。

碳纤维布加固混凝土框架受力性能

为了避免纤维布拉断、剥离等提前破坏模式,提出了铝角钢/FRP加固框架结构梁、柱端部的新型加固方法.介绍了两跨两层框架试件的几何、配筋、加固过程和试验方法.通过比较分析,选择合适的应力-应变模型以模拟FRP对混凝土的约束效应,截面的弯矩-曲率关系近似地采用带软化段的四折线型,对加固后的框架进行非线性分析,与试验结果作了对比.最后,研究了混凝土约束效应、加固长度、合理选择待加固杆件对加固框架受力性能的影响.数值分析结果与试验结果吻合良好,FRP产生的约束效应对框架受力有较大影响,适当选择加固长度和加固量,可以实现塑性铰或破坏面位置的转移,特别加强薄弱的杆件,可以取得显著的加固效果.

碳纤维布加固混凝土框架在竖向荷载下的试验研究

为研究碳纤维布加固方式对框架结构性能的影响,按1∶3缩尺模型设计了用碳纤维布加固损伤钢筋混凝土框架结构的试验试件,进行了竖向荷载作用下的试验研究分析.试验结果表明,对损伤混凝土结构较大裂缝进行灌胶密闭和粘贴间距较小的U型箍能够有效抑制裂缝开展;梁底粘贴碳纤维布在粘结锚固满足的情况下,不仅能够有效延缓钢筋的屈服,而且可以大幅度提高梁的极限抗弯承载力.由于碳纤维布的约束作用,加固后梁的截面抗弯刚度有所提高.碳纤维布加固后的梁的拉力由钢筋和碳纤维布共同承担,钢筋屈服后碳纤维布的作用明显增大,承担其主要拉力,为防止碳纤维布突然拉断,需考虑其有效利用率问题.

梁柱端部碳纤维布加固框架结构的试验研究

介绍了两榀两层两跨钢筋混凝土框架模型在低周反复水平加载下的试验过程和试验结果,其中一榀作为对比试件,另一榀在梁柱端部用碳纤维布进行了加固。试验结果表明,梁柱端部加固后,框架的水平承载能力、位移延性和耗能能力都得到了提高。适当选择加固长度,可以实现塑性铰和破坏位置的转移。

基于节点的碳纤维布抗震加固混凝土框架方法Ⅰ:试验研究

鉴于节点在框架结构中的关键作用,必须探寻出一套有效的节点抗震加固方法,从最薄弱的环节增强那些抗震性能不足的在役混凝土框架。通过3个足尺梁柱节点试件和2榀1∶2.5两层两跨框架结构模型的低周反复加载试验,从滞回曲线、核心区剪切变形、强度与刚度退化以及耗能能力等多个方面,对于以节点为中心的碳纤维布抗震加固混凝土框架方法进行了分析研究。

碳纤维布加固混凝土框架抗震性能静力弹塑性分析

在碳纤维布加固混凝土十字节点和框架试件低周反复加载试验的基础上,根据原型框架实际设防要求引入能力谱方法,对采用不同碳纤维布加固方法的框架结构进行了静力弹塑性分析,对设防罕遇地震作用下加固框架的抗震性能进行评估,并作为加固设计具体量化的参考指标。

钢筋混凝土框架复合加固法抗震性能试验研究

为研究钢板与碳纤维复合加固法对损伤钢筋混凝土框架的加固效果,设计了三榀框架分别采用钢板加固、碳纤维加固、以及复合加固3种方法对三榀完全相同且达到屈服的损伤框架进行加固,并通过低周反复荷载试验对比分析了加固框架和原框架的抗震性能。试验结果表明:钢板加固混凝土框架可以明显提高框架的承载能力,但是耗能能力较差;碳纤维加固框架具有良好的耗能能力,但是承载能力提高有限;复合加固框架综合了这两种加固框架的优点,既具有承载力较高,又拥有耗能能力好的优点,是一种较为理想的加固方法。

碳纤维布加固震损型钢混凝土柱抗震性能试验研究

基于震后快速修复的需求,提出了碳纤维布加固震损型钢混凝土框架柱方法。基于现行设计规范,按缩比1:3设计并制作了4根型钢管混凝土框架柱模型,其中1根为原型对比柱,1根为未损加固柱,2根为模拟不同震损程度后采用碳纤维布加固修复柱,进行了低周往复加载破坏试验。试验结果表明:试件在压、弯、剪复合受力下均表现为弯剪破坏,满足"强剪弱弯"的抗震设防要求;与原型对比柱相比,受中度震损柱经加固修复,其极限荷载平均提高了10.41%,极限位移平均提高了35.40%;受重度震损柱经加固修复,其极限荷载平均提高了13.71%,极限位移平均提高了32.68%。总体上,采用碳纤维布加固震损型钢混凝土框架柱是一种有效的抗震加固方法。

碳纤维布加固混凝土框架静力非线性分析

从Euler梁控制微分方程出发,采用力插值函数和五结点Cotes积分推导了五区段变刚度梁单元刚度矩阵;通过比较分析,选择合适的混凝土应力-应变模型以模拟横向纤维箍对混凝土的约束效应,采用带下降段的四折线型弯矩-曲率本构模型并对其下降段刚度作了合理修正,分析了单元的刚度状态及状态转换。对试验框架进行的数值模拟表明,分析结果与试验结果吻合良好。

基于节点的碳纤维布抗震加固混凝土框架方法Ⅱ:机理分析与加固效果检验

在碳纤维布加固混凝土十字节点试件和框架模型低周反复加载试验的基础上,讨论了碳纤维布—混凝土梁端加腋组合方法对于节点核心区的增强机理,提出了实用的设计计算公式。并根据原型框架的实际设防要求,引入能力谱方法,对碳纤维布加固框架结构进行了静力弹塑性分析,以现行抗震规范为准绳对框架结构以梁柱节点为中心整体加固后的抗震性能进行了检验。

碳纤维加固钢筋混凝土斜腿刚架桥节点的试验研究

碳纤维是1种轻质、高强的加固补强材料,广泛应用于钢筋混凝土结构的加固中,而在钢筋混凝土斜腿刚架桥中,斜交的梁柱节点作为结构内力传递的枢纽,是保证结构整体工作的重要构件,有必要对斜交节点的碳纤维加固进行研究。本文对5个碳纤维加固钢筋混凝土斜腿刚架桥节点试件和1个对比试件进行了试验研究。试验分析表明,在加固以后,节点的强度和变形能力有了明显的提高,同时也提高了节点的承载能力。通过试验发现,与裂缝斜交的碳纤维起着与箍筋类似的抗剪作用,同时在节点受弯部位粘贴的碳纤维与其相对应处的受弯钢筋相比,承受了较大的应力和应变,承受了较大的弯矩。