CFRP护套加固的低强钢筋混凝土柱数值建模研究

为了研究低强混凝土配筋柱在碳纤维增强聚合物(CFRP)加固后的受压行为,使用ABAQUS软件对低抗压强度的钢筋混凝土柱进行数值模拟及参数分析,采用三维实体单元和三维桁架单元分别对混凝土柱及钢筋进行建模,采用混凝土损伤塑性模型考虑基体压缩和拉伸的损伤。结果表明:相比配筋柱,采用3 mm CFRP护套加固的低强钢筋混凝土柱的承载力提高34%。对于不同基体强度的混凝土配筋柱,CFRP护套存在最优加固厚度。

预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用

采用专用的预应力施加机具和锚具对碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymer,以下简称CFRP)板施加了预应力,然后加固混凝土大比例梁,便于开展有关试验研究。在此基础之上,对一简支混凝土T型铁路桥进行了加固,效果较好。

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。

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。

冻融循环作用下CFRP加固混凝土梁疲劳性能试验研究

为研究冻融循环作用对CFRP加固混凝土梁疲劳性能的影响,以CFRP加固混凝土梁的疲劳试验作为对照,分别进行了CFRP加固受到冻融循环作用的混凝土梁的疲劳试验和CFRP加固梁经冻融循环作用后的疲劳试验.试验结果表明：在正常使用状态下,冻融循环50次作用后,CFRP加固梁的挠度增加了6.2%-14.9%,主筋应变增加了2.14%-11.2%,刚度变化不显著;在相同疲劳荷载作用下,与未经冻融作用的CFRP加固梁相比,经受冻融循环作用的CFRP加固梁的疲劳寿命降低不到5%;CFRP加固受到冻融损伤的混凝土梁可能发生剥离破坏,因而在工程中,为防止发生剥离破坏应采取有效措施.

内嵌式CFRP混凝土梁抗弯试验研究

对5根混凝土梁进行抗弯试验研究,包括1根对比梁、2根无损伤加固梁和2根损伤加固梁,研究了在开槽数目不同及加固条件不同的情况下,内嵌碳纤维板条钢筋混凝土梁的抗弯性能。研究发现,二开槽加固梁比三开槽加固梁的承载能力有所提高,损伤加固梁的承载能力略高于无损伤加固梁,加固梁的裂缝较对比梁的裂缝宽度小,延伸缓慢,分布更为均匀。

预应力CFRP板加固混凝土桥梁研究与应用

采用专用的预应力施加机具和锚具对碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymer,以下简称CFRP)板施加了预应力,然后加固混凝土大比例梁,便于开展有关试验研究。在此基础之上,对一简支混凝土T型铁路桥进行了加固,效果较好。

预应力CFRP加固混凝土结构

混凝土结构是使用范围最广的结构形式,由于混凝土碳化、钢筋腐蚀、保护层脱落等问题,导致混凝土结构承载力不足,影响继续使用。对结构进行加固维修使其满足安全性、耐久性要求。传统的表面粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固混凝土结构未能充分利用CFRP的强度。为了进一步提高混凝土梁的抗弯性能,抑制梁的变形和裂缝开展,充分利用CFRP特点,引入预应力的概念,将预应力混凝土梁的概念应用到碳纤维增强复合材料上。为今后开展相关的研究和应用提供一定的帮助与借鉴。

CFRP加固钢筋砼梁正截面粘贴面积2种计算方法比较

针对《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》与《混凝土结构加固设计规范》2种现行标准中计算CFRP加固钢筋混凝土梁正截面粘贴面积存在差异的问题,分别从钢筋混凝土梁正截面加固计算与粘贴碳纤维布截面面积计算2个方面进行比较分析。可以看出《混凝土结构加固设计规范》中受弯构件正截面加固计算公式表达更简洁、条理更清晰。2个标准都考虑了2次受力的影响并强调“强剪弱弯”的设计原则,规定加固后正截面受弯承载力提高幅度不应超过40%,但《混凝土结构加固设计规范》还限制加固量不宜超过4层,即加固后正截面受弯承载力提高幅度约为10%/层。通过工程加固改造应用算例进行计算发现:分别采用《混凝土结构加固设计规范》与《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》计算碳纤维布的粘贴面积比值为1.17,《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》计算偏于保守;而《混凝土结构加固设计规范》计算值偏大,需要进行验证,避免在加固设计时造成浪费。

CFRP布加固混凝土梁板结构的研究

从碳纤维的材料性质、技术研究与开发、适用性等角度 ,对国内碳纤维布加固修复混凝土梁、板结构的研究与应用进行了总结与回顾 ,同时对其在今后的发展与应用前景进行了展望。

CFRP加固钢筋混凝土梁极限承载力的三维非线性分析及试验研究

提出三维虚拟分块破坏分析方法,通过对单元中已破坏的材料分块进行弹模缩减技术处理,并对各载荷步通过迭代不断修正计算模型直至收敛。在对6组不同CFRP粘贴方式加固钢筋混凝土梁进行破坏加载试验研究的基础上,采用此法对结构从开裂直至完全破坏的受力-变形全过程和极限承载力进行了三维非线性分析,比较极限承载力的计算和试验结果表明,二者符合得令人满意。有关研究成果可为混凝土结构加固维修的施工和设计参考。

CFRP材料在土木工程中的应用现状及前景

碳纤维复合材料(简称CFRP)是一种高性能材料,其在建筑结构加固技术中的应用优势显著。在综合介绍CFRP加固技术的技术特点基础上,重点就该加固技术在混凝土结构加固、钢结构加固和砌体结构加固方面的研究进展和应用情况进行了综述性的介绍,并对CFRP在工程加固领域的应用前景加以展望。

CFRP不同粘贴方法对加固钢筋混凝土梁的影响

CFRP因其轻质高强的特性成为加固老化混凝土构件的首选材料,在工程方面的研究有很大进展。本文主要研究CFRP加固老化混凝土梁的加固方式不同所带来的影响,并由此提供1种较为可靠的加固方式作为参考。本文设计模拟了少筋梁,采用4种不同的加固位置及加固长度,观察并分析对于混凝土梁性能的不同影响。对比得到采用U形条带间隔粘贴的方式操作性最强且效果显著的结论。

端锚CFRP-混凝土界面剥离全过程解析模型

端部锚固是一种控制CFRP-混凝土黏结界面剥离和提高界面承载力的有效措施。为研究端部锚固下CFRP-混凝土黏结界面的剥离过程,引入指数型界面黏结-滑移本构,推导了黏结界面剥离全过程的解析模型,得到了黏结界面滑移、黏结应力、CFRP应变和应力分布表达式,上述解析模型得到了试验结果的良好验证。基于解析模型,给出了黏结界面的最大黏结力、有效黏结长度和剥离荷载的计算方法,并分析了不同黏结长度对界面剥离全过程受力行为的影响。分析表明:相比纯外贴黏结界面,端部锚固黏结界面的有效黏结长度有所增加,且剥离荷载随黏结长度的增加而降低,并趋近于纯外贴黏结界面的极限承载力;当黏结长度较长时,其剥离荷载与最大黏结力相差不大,此时端部锚固力很小;当黏结长度较短时,端部锚固会更早地参与承担荷载,其剥离荷载接近CFRP拉断荷载。

CFRP片材加固混凝土连续梁长期受力性能与极限承载力试验

制作了3根钢筋混凝土矩形截面连续梁,考虑了CFRP片材加固、温度等因素影响,对3根梁进行长达648d的长期荷载试验,研究了长期荷载作用下的徐变性能,并对3根梁进行了极限承载力试验。

3种加锚方式下2种碳纤维布加固钢筋砼梁抗剪承载力计算的比较

按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》与《混凝土结构加固设计规范》分别对胶锚或钢板锚、环形箍及自锁式、加织物压条一般式3种U形箍加锚方式加固后的梁斜截面承载力进行计算。结果发现,2种计算方式得出胶锚或钢板锚加锚方式的承载力增加值差异最小,加织物压条一般式的差异最大。2个工程抗剪加固应用算例的验证结果与计算结果一致。由此可知,在相同加固要求条件下,采用胶锚或钢板锚加锚方式的加固成本最低。

内嵌碳纤维增强塑料板条抗弯加固混凝土梁试验研究

按照正常配筋浇筑了15根钢筋混凝土梁,在部分混凝土梁受拉区保护层内按照不同尺寸沿梁轴向开槽,在槽内嵌入碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,简称CFRP)板条,用专用树脂对槽道进行充填,并对这些梁进行弯曲试验。研究了内嵌碳纤维增强塑料板条加固后混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩、极限承载力情况,并与外贴等量碳纤维板条的混凝土梁进行了比较;分析了碳纤维板条加固量及开槽尺寸对承载力的影响及混凝土梁的变形和裂缝发展随加固量及开槽尺寸变化的情况。研究表明,与未加固梁相比,内嵌CFRP板条加固梁的极限承载力提高了11.2%―41.7%;与外贴CFRP板条加固梁相比,其极限承载力提高了15.5%―22.7%。

预应力FRP加固混凝土结构技术研究与应用

介绍了笔者进行的预应力芳纶纤维布和碳纤维筋加固混凝土结构的一些主要研究成果,内容包括:预应力芳纶纤维布永久锚具的开发;预应力芳纶纤维布的应力松弛损失研究;预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪性能研究;温度对芳纶纤维布配套粘结材料的力学性能影响研究;体外预应力碳纤维筋局部加固混凝土梁的力学性能研究;碳纤维筋预应力粗纤维混凝土梁的抗震性能研究;预应力纤维布加固混凝土结构的工程应用等。

碳纤维布抗震加固混凝土T型节点试验

根据碳纤维布优良的材料性能,提出了3种基于碳纤维布的节点抗震加固方法。通过6个混凝土T型外节点试件的低周反复加载试验,对所提出的3种节点抗震加固方法进行了检验和对比。试验结果表明:所采用的不同加固方法均能够有效增强节点核心区的抗剪性能,改变节点的剪切破坏模式;不同的加固方法对于节点组合体在滞回特性、延性性能以及承载力等方面抗震性能的改善效果存在各自的特点。

FRP板加固混凝土结构研究进展

本文对国内外FRP板加固混凝土结构的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析 。