预应力CFRP带加固混凝土梁装置设计与性能分析

设计了预应力CFRP带加固混凝土梁装置,解决了传统混凝土梁加固时CFRP带受力复杂、强度无法充分利用,施工队伍水平存在差异等问题。试验表明:加固后的混凝土梁初裂荷载与极限荷载均得以提高,值得在实际工程中使用。

波形齿夹具张拉CFRP带的力学性能试验研究及夹具体系设计

对波形齿夹具在张拉CFRP带时的受力状态的分析,理论上提出了CFRP带理论伸长值的修正以及波形齿夹具配套螺杆的轴力、剪力验算。针对这3个方面的问题,共设计了两大类试验来研究张拉CFRP带时的波形齿夹具:一类是钢梁台座上仅张拉CFRP带的试验;另一类是张拉CFRP带加固钢筋混凝土T形梁的试验。试验表明:以折减率来考虑波形齿夹具张拉CFRP带的理论伸长值的修正;在张拉时螺杆轴力与CFRP带的预拉力值呈定值比例,在工程实际中可以通过螺杆轴力值对CFRP带预拉力值的监控。并提出了单个螺杆的轴力值与剪力值的计算公式。

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筋带方向及端部锚固对加筋土抗剪强度的影响

采用CFRP筋带作为加筋材料进行直剪试验 ,通过改变CFRP筋带的方向以及CFRP筋带端部的锚固 ,研究这种加筋材料对加筋土抗剪强度和剪切变形的影响。试验表明 ,筋带方向及筋带端部的锚固 ,不但可以提高加筋土的抗剪强度 。

基于SWT模型和威布尔分布的CFRP环带微动疲劳寿命预测

以铰销式碳纤维增强基复合材料(CFRP)环带为研究对象,基于SWT疲劳寿命预测模型,推导了服从威布尔分布的概率疲劳寿命预测方法。在给定的荷载条件下,建立ANSYS有限元模型,获得最不利破坏点处的应力、应变数值,并将其代入SWT模型计算微动疲劳损伤参量。根据微动疲劳寿命实验结果,采用最大似然估计法,建立在双参数威布尔分布下微动疲劳寿命与损伤参量的函数关系,得出在一定可靠度下的微动疲劳寿命预测值。结果表明:有限元的数值模拟结果与实验结果具有一致性,在四个荷载工况下,SWT模型损伤参量和威布尔分布参数值的三次项插值函数均方误差最小,得出95%可靠度下的疲劳寿命循环次数预测值均小于疲劳实验最小测量值,可作为工程设计值使用,同时说明了此疲劳寿命预测模型的正确性。

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环带拉索静力拉伸试验及数值模拟

铰销式CFRP环带是一条具有单向纤维的CFRP连续层带,以类似于赛道的方式分层缠绕在2个分离的销钉上,荷载通过销钉进行传递。进行了层压型CFRP环带静力拉伸试验,分析了试验过程中的荷载与应力关系、试件裂纹发展过程以及破坏模式,同时建立了有限元模型与试验结果进行了对比验证。在此基础上,通过对构造参数进行分析,研究了关键参数对CFRP环带的受力特点、应力分布、破坏模式及承载力的影响。研究结果表明:环带的荷载传递效率较直线条带下降了近20%;环带承载过程中,伴随着分层现象的出现和纵向裂纹的发展,最后在直曲相交段发生脆性破坏;随着曲线段曲率、环带厚度、摩擦系数的改变,环带各层和各部分的应力最大值均有不同程度的变化,但应力最大值出现的位置总是发生在直曲相交段或直线接头外侧;曲线段的应力分布受构造参数影响更大,虽然应力水平不高,但对环带整体的承载情况和破坏模式有较大影响。

预应力CFRP加筋土路堤现场试验研究

预应力CFRP加筋土技术是应用碳纤维增强塑料(CFRP)作为加筋材料,通过对加筋土体侧向的CFRP筋带端部进行张拉并锚固,给侧向土体施加侧向压力,进而增加土体的稳定性和强度。将这一技术应用于临长高速公路,对该试验路堤进行了沉降观测、弯沉试验测试。试验表明,该技术可以显著地提高加筋土路堤的回弹模量和加速加筋土结构沉降稳定。