CFRP布加固圆形木梁抗弯性能的试验

对在实际工程中已经受损的木梁加固后的结构性能进行研究.通过对8根圆形木梁进行静力试验,研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固受损木梁的抗弯性能,包括破坏特性、极限荷载、刚度、截面应变等结构性能.试验结果表明,CFRP布加固受损木梁具有良好的效果,能够有效提高木梁的承载力和刚度.研究结论对碳纤维工程加固的应用具有一定的参考价值.

纤维增强聚合物加固带裂缝圆截面木梁的弯曲

对具有纵向贯穿裂缝圆截面木梁全贴纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)布的弯曲加固效果进行了研究.在组合梁小挠度变形的假定下,建立了全贴FRP布加固带纵向贯穿裂缝圆截面木梁弯曲变形的控制方程,研究了自由端集中载荷作用下FRP布加固圆木梁的弯曲行为,并得到了问题的解析解,分析了FRP布模量和厚度、梁长细比以及裂缝宽度等因素对FRP布加固木梁弯曲变形的影响.数值结果表明,FRP布加固木梁自由端挠度随FRP布厚度、弹性模量和剪切模量的增加而减少,且当FRP布厚度和弹性模量增加到一定值时,继续增加其厚度和弹性模量对圆木梁的加固作用已不明显;FRP布的剪切模量对短粗木梁挠度的影响较大,且当剪切模量较大时,FRP布加固可完全消除裂缝因素的影响.

BFRP布加固圆截面木梁受弯性能试验研究

为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)布加固圆截面木梁的受弯性能,对未经加工处理的足尺木梁进行三分点加载试验。试件分为4组总计12根,长度均为3 300 mm。其中1组为未加固试件,另外3组为采用不同方式粘贴BFRP布的加固试件,分别为底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴。对各组试件的荷载-跨中位移、荷载-跨中截面应变和跨中截面应变等曲线进行了对比分析。试验结果表明:与未加固试件相比,底部粘贴、底部与侧面环向粘贴、底部与侧面螺旋缠绕粘贴BFRP布的试件极限荷载分别提高了16.30%、24.34%和30.54%。BFRP布加固试件在破坏过程中,木材的塑性变形明显,其抗压强度得到充分发挥,截面应变符合平截面假定。采用ANSYS有限元分析软件模拟得到试件的荷载-位移曲线,与试验结果吻合较好。有限元分析结果表明,试件的受弯承载力随着BFRP布侧面环向粘贴的间距减小而增大。最后,基于BFRP布加固圆截面木梁的三阶段破坏特征,提出其受弯承载力计算公式,计算结果与试验结果的差值小于10%,可为圆截面木梁加固设计提供参考。

玄武岩纤维布加固受损圆截面木梁抗弯性能试验研究

对14根圆截面木梁先进行静载破坏试验以模拟实际工程受损状态。然后针对木梁受损的特点,分别用玄武岩纤维布采用不同方法加固后再进行静载试验,对木梁自身极限承载力、延性等性能进行了加固前后的对比分析。分析结果表明,玄武岩纤维布粘贴加固技术适合于已损木结构,对改善木梁的承载能力、延性及刚度都有贡献。在保证粘贴质量的前提下,加固效果与对受损特征的认知、玄武岩纤维布的层数、纵环向的配合等影响因素有关。当受损特征认知清楚、纵环向配合得当、玄武岩纤维布粘贴层数增加时,其加固效果随之增加。