CFRP和角钢复合加固损伤混凝土柱的承载力计算

基于试验结果和相应的规程,对CFRP和角钢复合加固混凝土柱的承载力计算方法进行了研究,提出了相应的计算公式,为实际工程设计提供了依据.

CFRP和角钢复合加固混凝土矩形柱轴心受压承载力

采用统一强度理论,对碳纤维布(CFRP)和角钢复合加固混凝土矩形柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑碳纤维布和角钢材料的特点及对混凝土的约束作用,提出了该复合加固混凝土矩形柱的轴心受压承载力计算公式.将本文计算公式与文献试验结果进行对比,验证了该理论公式的正确性,并进行参数分析,得出参数k及倒角半径等因素对承载力的影响规律.该结果为此类复合加固混凝土矩形柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据.

CFRP与角钢复合加固钢筋混凝土中长柱的受力分析

通过9根外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱轴心受压试验,把复合加固柱核心混凝土分成有效约束区和弱约束区,研究了有效约束区和弱约束区混凝土的本构关系.在此基础上,把柱截面划分成若干计算单元,编制了全过程分析程序进行数值模拟计算.研究表明,计算结果与试验结果吻合较好,可为工程应用提供参考.

碳纤维加固输电铁塔角钢有效性分析

以输电铁塔受损角钢为研究对象,借鉴国内外碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复技术,提出采用碳纤维布加固铁塔角钢的方法。该方法采用胶黏剂将碳纤维布粘贴至角钢表面进行加固,加固过程中不会对角钢产生二次损伤,且流程简便,实用性强。通过建立组合结构数值分析模型,研究碳纤维布加固厚度、加固层数、铺层角度和加固方式对组合构件加固效果的影响。结果表明:使用碳纤维布加固角钢对长细比较大构件承载力的相对提高程度会增大;当采用四层铺设厚度共为0.668 mm的碳纤维布时,对角钢极限承载力的提升基本可以满足加固需求;碳纤维布各铺层角度沿角钢轴心受压方向均采用0°方向进行铺设时,可以最大化加固效果;结合经济性考虑,对角钢进行中包加固方式效果要优于全包加固效果。

剪力滞对CFRP板-钢梁加固界面应力的影响

为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的正确性.开展不同弯矩作用下的工字型钢梁黏结层界面切应力和法向应力参数分析.结果表明,剪力滞引起的翼缘板纵向位移沿横向3次抛物线分布的假定是合理的.剪力滞效应对CFRP加固工字钢梁弯曲变形下的端部界面应力影响不可忽略,影响程度随着截面弯矩和翼缘板宽度的增加而增大.

CFRP加固钢筋混凝土柱复合受扭性能试验研究及损伤分析

为研究CFRP加固钢筋混凝土柱的复合受扭性能,设计了4个CFRP加固钢筋混凝土柱(CCZ柱)试件,开展了压弯剪复合受力状态下的单调受扭试验,研究了配筋率和CFRP加固方式对试件破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线的影响,并进行了损伤演变分析。结果表明:当CFRP发生断裂后,试件将发生破坏;环贴+纵贴CFRP加固试件的受扭性能和延性较好,且配筋率对试件的受扭性能和延性影响较小;纵筋配筋率会影响试件的损伤形态,纵筋配筋率越大,试件损伤程度越小。

单调荷载作用下CFRP加固混凝土复合受扭柱的有限元分析

为了研究CFRP(碳纤维增强复合材料)加固混凝土复合受扭柱在单调荷载作用下的受力性能,以轴压比、扭弯比、配筋率、配箍率、混凝土强度和CFRP加固方式为设计参数,设计了13根CFRP加固混凝土柱(简称CCZ柱)和1根钢筋混凝土柱(简称RCZ柱),并利用ABAQUS软件进行了数值模拟分析。结果表明:轴压比提高,峰值扭矩提高但延性降低;扭弯比提高,前期刚度、开裂扭矩和峰值扭矩均提高,且延性得到改善;配筋率提高,对前期刚度、开裂扭矩、峰值扭矩和延性的影响都不大;配箍率和混凝土强度提高,峰值扭矩提高,但对前期刚度、开裂扭矩和延性的影响不大;CFRP环贴加纵贴起到的加固效果最好。

CFRP加固技术特点及其在水工隧洞中的应用前景

随着复合材料的发展以及结构加固技术的日益成熟,碳纤维复合材料(CFRP)目前已广泛地运用在梁、板、柱、墩等建筑结构的补强加固当中,近年来在水工隧洞的补强加固中也开始逐步应用。为了进一步了解CFRP加固技术的特点,本文通过分析国内外文献中关于CFRP材料的研究成果,系统总结了CFRP材料的特点;并将CFRP加固粘贴混凝土进行加固的方法与传统的黏钢加固法进行对比,分析其加固特点;根据CFRP材料本身性质和用其加固的优势对CFRP加固技术在水工隧洞中的应用前景进行了展望。

外包角钢与CFRP复合加固中长柱承载力分析

通过9根外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱的轴心受压试验,研究了复合加固中长柱的破坏特征和受力性能,提出了合理的约束模型和核心混凝土的本构关系.在试验研究的基础上,结合折算模量理论,建立了外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱的折算模量计算方法,并推导了复合加固中长柱的非弹性屈曲临界承载力计算公式,公式中考虑了柱长细比、碳纤维布量、缀板量和角钢量等因素的影响,同时编制了承载力的电算程序,其计算结果与试验结果吻合较好,可为实际工程应用提供参考.

CFRP布加固再生混凝土柱复合受扭性能试验研究

为研究CFRP加固再生混凝土柱的复合受扭性能,以再生混凝土强度、CFRP粘贴方式和箍筋间距为研究参数,设计并制作了4根CFRP加固再生混凝土柱,通过压弯剪扭复合受力状态下的单调加载试验,研究其破坏形态、扭矩-扭率曲线特征、延性系数,并进行了损伤演变分析。结果表明:在达到极限承载力后,CFRP布被拉断、混凝土压溃,试件破坏;采用纵贴+横贴粘贴方式加固可以更显著提升试件的复合受扭性能;提高再生混凝土强度等级可较大幅度提升试件的极限扭矩;减小箍筋间距可提高开裂扭矩和极限扭矩;粘贴方式为纵贴+横贴试件的扭转延性系数相比仅纵贴试件大幅提高;提高再生混凝土强度等级和减小箍筋间距可有效减小损伤程度,CFRP粘贴方式为纵贴+横贴的试件比仅纵贴试件的损伤程度更小。

CFRP和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力分析

采用统一强度理论,对碳纤维布（CFRP）和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑CFRP和角钢材料的特点及其对混凝土的约束作用,提出了复合加固钢管混凝土叠合柱的轴心受压承载力计算公式,并进行有限元数值模拟,将公式计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了该计算公式的正确性,并得出CFRP厚度、角钢套箍指标以及统一强度理论参数b等因素对承载力的影响规律。该结果为此类复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据。

角钢和CFRP复合加固轴心受压柱的试验研究

用角钢和碳纤维布加固混凝土结构是当前建筑工程领域中应用最为广泛的两种混凝土结构加固技术，但同时采用这两种材料对受压构件进行复合加固研究的报道尚不多见。本文通过对4根钢筋混凝土矩形截面柱的轴心受压试验，研究了角钢和碳纤维布单材加固、两者复合加固的混凝土柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能。对不同方法加固的钢筋混凝土柱的极限承载力、荷载一应变关系以及刚度和延性等方面进行了分析。

复合加固方形木柱的抗震性能分析

为了提高方形木柱的承载能力和抗震性能,提升古建木结构的抗震安全性,提出采用内嵌钢筋、外包碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布复合加固木柱。通过方形木柱的低周往复荷载试验,研究了不同加固模式、钢筋用量、CFRP布加固量等因素对木柱抗震加固效果的影响;利用有限元软件OpenSees对复合加固方形木柱的抗震性能开展了数值模拟,通过数值模拟结果和试验数据的对比验证了有限元模型的可靠性;分析了轴向荷载、钢筋直径、CFRP布层数等参数对复合加固方形木柱滞回性能、侧向承载能力、延性性能、刚度退化以及耗能能力的影响。分析结果表明,内嵌钢筋可以显著提升方形木柱的侧向承载能力和耗能能力;外包CFRP布能够限制木材横向变形和内嵌钢筋的外凸,提高方形木柱的延性性能,延缓其刚度退化;复合加固能够大幅度提高方形木柱侧向承载力、延性及耗能能力,改善其刚度和强度退化,抗震加固效果显著。

外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土偏压柱承载力计算分析

在14根外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土偏压柱试验研究的基础上,对这一新型复合加固柱的承载力进行理论分析,提出了采用条分法和简化法两种极限承载力的计算方法来计算复合加固偏压柱正截面承载力,其理论计算结果与试验结果对比,吻合较好。同时在此基础上分析了长细比、含角钢率、含碳纤维布率和偏心距等因素对复合加固偏压柱力学性能的影响。分析结果表明:含碳纤维布率和含角钢率越大,构件长细比越小,以及荷载的偏心距越小,复合加固效果越好。本文的研究成果为该新型复合加固技术在工程中应用提供了理论依据。

碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复损伤钢结构

与传统的钢结构修复方法相比 ,CFRP加固修复钢结构具有明显的优越性 ,是一种先进的钢结构修复方法。总结了国内外对纤维增强复合材料 (FRP)粘结修复钢结构的研究状况 ,并对CFRP加固修复钢结构技术的施工工艺进行了介绍。

疲劳荷载作用下CFRP布与钢板复合加固RC梁的裂缝特性研究

通过1根对比梁和5根外贴碳纤维(CFRP)布和钢板复合加固钢筋混凝土(RC)梁的抗弯疲劳性能试验,研究不同的疲劳荷载幅值和不同的疲劳循环次数下复合加固RC梁的裂缝特性,分析复合加固RC梁纯弯段的弯曲裂缝分布间距和裂缝宽度。结果表明,复合加固RC梁的裂缝数量增多,裂缝间距和裂缝宽度均明显减小。在静载作用下CFRP布与钢板复合加固RC梁正常使用阶段平均裂缝间距和最大裂缝宽度计算公式的基础上,考虑疲劳应力幅和循环次数对加固梁裂缝性能的影响,建立了疲劳荷载作用下CFRP布与钢板复合加固RC梁最大裂缝宽度的计算公式,其计算值和试验结果吻合较好。

粘贴CFRP与粘贴钢板复合加固混凝土梁正截面承载力分析

本文首先提出采用粘贴CFRP与粘贴钢板复合加固以提高混凝土受弯构件的正截面承载力,利用弹塑性力学的基本原理,对复合加固混凝土梁的正截面承载力进行理论分析和推导。建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好。

外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗剪性能试验研究

外包角钢与碳纤维布(CFRP)复合加固钢筋混凝土柱是一种新型加固方式。对6根复合加固柱及1根未加固对比柱进行低周反复受剪性能试验研究,探讨影响复合加固柱抗剪性能的因素,并分析不同条件下CFRP与外包钢缀板的应变情况。试验结果表明,复合加固方法能显著提高钢筋混凝土柱的抗剪承载力,试验中最大提高47%,且复合加固柱在破坏时延性得到较大程度的改善。在轴压比较低的范围内,复合加固柱的抗剪承载力随轴压比的增大而增大,但其延性下降。随着钢缀板加固量的增大,复合加固柱的抗剪承载力随之增大。随着复合加固柱剪跨比的增大,其抗剪承载力随之降低,但外加片材应变增大。CFRP与角钢复合加固体系能很好的约束混凝土的横向变形,两种材料能良好地共同工作,但约束材料强度的发挥是有限的,在达到极限承载力时,两种加固材料都不能被充分利用。

基于碳纤维布和角钢复合加固损伤混凝土柱抗震试验设计研究

随着建筑物在使用年限内持续使用,某些混凝土柱由于各种原因已经受到不同形式的破坏而损伤,需要进行加固处理才能继续使用。从混凝土抗震性能的角度去研究碳纤维布和角钢结合的方式加固混凝土柱,在试验过程当中我们采用4个已经损伤的混凝土柱和梁进行模拟试验,利用控制变量的方法对碳纤维的使用量和角钢的使用量进行不同的变量控制,进行多次模拟抗震指标试验,最后绘制构建的荷载-应变图形,通过分析该图形来了解加固材料碳纤维布和角钢之间的关系。

CFRP/GFRP复合纤维在混凝土结构加固中的应用

本文介绍了笔者采用 CFRP/ GFRP复合纤维成功加固某商住楼混凝土框架柱的实例 ,经过分析比较 ,采用 CFRP/ GFRP复合纤维加固的方法 ,能很好地克服仅采用 CFRP加固价格昂贵和仅采用 GFRP加固承载力提高不显著的缺点 。