Calculation of diagonal section and cross-section bending capacity for strengthening RC structure using high-performance ferrocement laminate

Because there is a great demand of reinforce-ment and retrofitting of aged structures nationwide,as well as the rapid development of innovative building materials,the adoption of strengthening RC structures using new inorganic materials has become possible.High-performance ferrocement laminate(HPFL)is an effective method of strengthening concrete structure.High-performance ferrocement laminate is a new type of inorganic material with the advantages such as high strength,small contraction,good bonding properties,etc.This paper introduces the formula of cross-section bending capacity for strengthening concrete beams with HPEL.A comparative analysis of experimental data,as well as the calculation of diagonal section bearing capacity of concrete members,is given.

HPFL加固砖砌体抗压强度试验研究

为了了解高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固砖墙的受力机理、承载力提高程度和破坏形态,制作了4组HPFL加固的普通砖砌体抗压试件及1组对比试件,采用分级加载的方法进行抗压强度试验研究,比较分析了不同加固面数和砂浆面层厚度等参数对加固砖墙的承载力、延性和破坏形态的影响。实验研究结果表明:原砖墙与加固面层能较好的协同工作,HPFL能显著地提高砖墙的抗压承载力,砖墙延性得到改善。HPFL加固砌体是一种有效的加固方法,为工程加固设计时提供参考。

HPFL加固前后空斗墙片抗侧刚度试验

为了解空斗墙的抗震性能,对9片空斗墙墙体进行了水平低周反复荷载试验,研究了空斗墙墙体抗侧刚度及刚度退化情况,再通过9片经高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(High Performance Ferrocement Laminate,简称HPFL)加固修复的空斗墙墙体的水平低周反复荷载试验,对加固前后空斗墙片各个阶段的抗侧刚度进行了对比分析。试验表明,空斗墙的砌筑方式、砂浆强度和竖向压应力对墙体初始刚度有所影响,但不能明显延缓墙体刚度退化的速度;加固后的墙体极限荷载刚度均有所提高,圈梁构造柱加固所提高的幅度高于剪刀撑加固。可为研究空斗墙抗震性能提供必要理论,为寻求经济有效的加固方式提供思路。

HPFL二次受力加固RC偏压柱试验研究

文章介绍了所研发的工作性能良好的柱二次受力加固试验装置FBSH,并对4根近似足尺偏压柱进行了试验测试,这些柱采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)进行了二次受力加固;将试验结果与同参数的未加固柱和一次受力加固柱进行了比较和分析,研究了一次受力应力水平指标β对二次受力加固柱的承载力、延性、刚度以及开裂模式的影响规律,并分析了试验中的徐变现象。

HPFL加固空斗墙砌体抗压强度试验研究

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层（HPFL）加固法是一种新型的结构加固补强技术.通过2组对比试件和3组加固试件在分级加载下的轴压试验,研究了HPFL对空斗墙砌体的抗压加固效果.实验结果表明,单面加固极限承载力提高41.7%,双面加固不仅极限承载力提高50%-53.8%,开裂荷载也提高约21.3%-27%.笔者通过实验数据拟合了空斗墙受压应力-应变曲线,并提出HPFL加固空斗墙砌体承载力计算方法,供加固设计时参考.

HPFL加固多孔砖砌体抗震性能的试验研究

为了解高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固对多孔砖砌体抗震性能的加固效果及纵筋数量和加固方式因素的影响,制作了2个对比试件和10个加固试件进行拟静力试验。试验结果表明:加固后试件的抗震抗剪承载力得到了显著提高,提高幅度达22.3%～49.4%;变形能力和耗能能力也得到明显的提高。圈梁构造柱条带加固对抗剪承载力的提高稍低于剪刀撑条带加固方式,但对延性和耗能能力的提高却更显著。条带纵筋数量的增加可以有效提高加固效果。根据试验结果和理论分析,拟合了HPFL加固多孔砖砌体抗震抗剪承载力的计算公式,可供工程加固设计时参考使用。

HPFL加固RC梁在不同高温下的极限荷载试验研究

为研究HPFL(High-performance ferrocement laminate)加固RC梁的极限荷载与温度变化之间的关系,对4根三面U形加固(在梁的受拉面和侧面进行加固)RC梁通过自行研制的高温试验炉在常温(20℃),400℃,600℃和800℃温度条件下分别进行恒温加载试验,研究了使用这种技术加固的RC梁的极限荷载与温度之间的关系,并比较了它们的挠度和破坏形式.通过与常温下的对比梁相比,HPFL加固的RC梁的极限荷载随着温度的增加而减小,加固梁破坏时的挠度随着温度增加而增大,且推导出了HPFL加固RC梁的极限荷载与温度之间的关系.

HPFL加固不同轴压比RC剪力墙抗震性能研究

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(high performance ferrocement laminate,HPFL)加固法是一种用钢筋网增强的高性能复合砂浆薄层材料加固结构的新方法。剪力墙抗震性能的重要影响因素之一是轴压比,文章通过3个缩尺比例为1∶2的一字形钢筋混凝土剪力墙试验模型的拟静力试验和有限元数值模拟分析,研究了在不同轴压比下经HPFL加固后的剪力墙的抗震性能,包括加固墙的抗震承载力、延性、耗能能力、裂缝开展模式等的改善情况。研究结果表明,加固墙比非加固墙的抗震承载力有明显改善,加固墙的开裂荷载及水平极限承载力都有大幅提高,延性及耗能能力随着轴压比增大而减小。

HPFL加固RC结构研究综述

分析、整理了相关学者对HPFL加固RC结构性能试验研究成果,综合论述了HPFL这种薄层加固材料中高性能复合砂浆材料性能,被加固构件抗弯性能、抗剪性能、抗压性能、抗震性能、抗疲劳性能及抗高温性能等,并提出了今后应重点研究的问题。

HPFL加固负载下有震损RC圆柱抗震性能的有限元分析

基于采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固4根钢筋混凝土足尺圆柱在不变轴力和周期水平荷载作用下抗震性能的试验研究结果,该文对试件进行了数值模拟分析,研究被加固柱的抗震承载力、延性、刚度、耗能能力等的性能特征。同时,还提出了可用于负载下有震损RC柱的加固方法和该类结构的抗弯承载力简化计算方法。在此基础上,利用新加固方法和有限元分析手段,研究影响负载下有震损RC柱抗震性能的主要因素,包括轴压比、剪跨比、横向网筋配箍率和配筋形式,研究表明:有限元模拟值、理论值和试验值吻合良好;采用HPFL加固后,构件的承载力、延性、耗能能力均有明显改善,刚度的退化速率明显减小,加固层纵筋锚入基座后,抗震性能的提升改善更加优越;随着轴压比的增加,承载力有较大的增长,延性发挥不足;剪跨比增大时,试件的承载力和延性降低;负载级差越大,后期变形能力明显越弱;采取螺旋配筋形式与采取环形配筋形式相比,两者初始刚度相当,前者延性更好,后者承载能力更高。

HPFL加固双向简支板抗弯性能研究

为了研究用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固RC双向简支板的抗弯性能,对同参数的1块对比板和4块HPFL加固板进行试验,并用有限元软件ANSYS进行模拟。试验研究与数值模拟结果均表明:与未加固板相比,加固板的抗弯承载力与刚度都有较大提高,加固后板的抗裂性能明显改善,从而验证了HPFL加固RC板能改善其抗弯性能。还采用塑性铰线理论对该类加固板的承载力进行了分析和计算,计算结果与试验结果及数值模拟结果相似程度较高。

HPFL加固混凝土板柱结构的有限元模拟分析

通过高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固法对5个不同钢筋网布置方式加固后的板柱构件的力学性能进行了有限元模拟分析。分析结果表明,经不同方案加固后的板柱构件的承载力和跨中板带刚度都有了不同程度的提高,且随着加固层钢筋网布置方式(田字形、井字形、十字形)的不同,加固后的构件呈现出不同的加固效果和受力性能;在原构件抗冲切能力足够强的前提下,十字形加固方式为加固效果最好的抗弯加固方式,田字形加固方式其次。

HPFL加固钢筋混凝土方柱轴压性能与承载力计算方法研究

通过对9根方柱的单调加载抗压试验,研究高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固钢筋混凝土方柱的轴压性能,不仅加固柱抗压承载力、峰值应变、延性、刚度得到了明显提高,而且这些性能指标随横向网筋体积配筋率的增大而提高,此外加固柱的开裂模式与破坏形态也有了明显改善。在试验研究与理论分析的基础上,揭示了HPFL改善或增强加固柱各项性能的作用机理,建立了可靠、实用的加固方柱承载力的计算模型与计算公式。

HPFL加固RC圆柱抗震性能试验研究

在轴力恒定和水平反复荷载作用下,对4根RC圆柱受力性能进行试验研究,证明了用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固RC圆柱,可以提高其抗震性能。通过对柱混凝土危险区段横向网筋形成的强约束和对纵向网筋的锚固,可使柱的抗震承载力和抗震延性提升,总耗能能力增长。具体地,对于卸轴力的一次受力加固柱,HPFL比原混凝土柱应变滞后的现象并不显著,使柱抗震承载力明显提高;对于不卸轴力的二次受力加固柱与不卸轴力且有震损的二次受力加固柱,尽管HPFL应变滞后原柱混凝土的现象依次加重,但由于加固层的延迟工作以及在塑性铰区逐步发挥作用的强约束机制使塑性铰转动能力增强,从而使柱延性有了依次增大的改善,而且震损加固柱已呈下降趋势的P-Δ骨架曲线回升,HPFL可使加固圆柱纵、横向裂缝形态明显改善。

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土小型空心砌块砌体抗压强度试验研究

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固法是一种新型的加固方法,为了解HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体的受力机理、破坏形态及抗压承载力提高幅度,制作了2组对比试件和4组加固试件进行轴压试验.试验结果表明,HPFL与原砌块砌体能较好地协同工作,加固后试件极限承载力和极限压应变提高,有效地改善了砌块砌体的脆性性质.通过试验数据拟合了混凝土小型空心砌块受压应力应变曲线,并提出HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体抗压承载力计算方法,为加固设计提供参考.

基于LUSAS软件的盾构隧道管片结构有限元分析

依据软土地区某地铁区间隧道修复工程,结合LUSAS软件相关的功能和特点,建立了盾构隧道衬砌结构的三维有限元模型,研究了加固与未加固隧道结构在不同工况下的结构受力特征和变形规律。研究结果表明,在盾构隧道进行上方加载和侧方卸载,会导致盾构隧道衬砌结构的水平位移和侧向位移增大;内贴高性能水泥复合砂浆会增大盾构隧道的刚度,使盾构隧道衬砌结构的变形减小。该计算结果说明采用LUSAS软件模拟盾构隧道是可行的。

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层二次受力加固RC偏压柱试验及承载力计算方法研究

采用自主研发的工作性能良好的柱二次受力加固试验装置,对4根近似足尺偏压柱进行了用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)作二次受力加固的试验测试,将其试验结果与同参数的未加固柱和一次受力加固柱试验结果进行了比较和分析,研究了二次受力加固前应力水平指标β(定义为加固前柱所受轴向荷载与理论轴向极限荷载之比)对加固柱承载力、延性、刚度以及开裂模式的影响规律,并进行了徐变影响分析。结果表明,β越小,其承载力提高幅度越大,当β≤0.7时,二次受力加固柱比一次受力加固柱的延性改善效果更好,但对刚度的改善效果不明显。在试验研究和理论分析的基础上,建立的加固柱承载力计算式明确反应了HPFL加固层的工作机制,对二次受力加固柱中加固层比原柱应变滞后问题有具体反应,计算值与实测值符合程度较高。提出的加固构造措施能保证加固层充分有效工作。

高性能水泥复合砂浆钢筋网加固RC受剪梁的高温性能试验研究

高性能复合砂浆钢筋网薄层(简称HPFL)加固混凝土构件是一种新型的加固方法,为研究其高温性能,对7根三面U型(在梁的受拉面和侧面进行加固)加固梁和1根未加固对比梁从加固界面原混凝土表面粗糙度、初始荷载两个方面进行了高温抗剪试验研究。试验结果表明,在初始荷载一定的条件下,加固界面为Ⅰ级粗糙度的试件耐火时间较短,出现了加固层剥离退出工作的现象,Ⅱ级粗糙度、Ⅲ级粗糙度试件的耐火时间显著延长,且均为整体破坏,说明当加固界面为Ⅱ级、Ⅲ级粗糙度时能显著提高试件的耐高温性能。在界面粗糙度等级相同的条件下,随着初始荷载的增加,加固梁的耐火性能迅速下降。

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固钢筋混凝土结构的技术研究进展

通过分析、整理有关学者对高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(High-Performance Ferrocement Laminate,简称HPFL)加固钢筋混凝土(Reinforce Concrete,简称RC)结构性能试验研究成果,归纳了HPFL加固RC结构的基本特性及加固RC结构的原理,探讨HPFL与原构件的粘结问题,以及HPFL加固RC结构的优势。综合论述HPFL这种薄层加固材料中高性能复合砂浆材料性能,被加固构件抗弯性能、抗剪性能、抗压性能、抗震性能、抗疲劳性能及抗高温性能等,为HPFL加固RC构件在实际工程的具体应用提供参考依据。

高性能复合砂浆钢筋网薄层加固整体化预制空心板的抗剪性能研究

采用高性能复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)对预制空心板进行拼装加固,并对拼装加固好的空心板试件进行试验研究,分析用HPFL拼装加固后的预制空心板试件的水平承载力,比较不同强度等级的高性能复合砂浆对预制空心板试件抗剪承载力的影响,在此基础上采用有限元计算软件ANSYS建立三维有限元分析模型,对HPFL加固预制空心板进行分析,模拟数值加载全过程和加固构件的受力性能,并与试验结果进行比较分析,研究加固构件的抗剪性能。有限元分析结果与试验结果基本一致,表明:采用HPFL拼装加固能明显提高装配整体式空心板的抗剪承载力,提高其平面内整体性,且复合砂浆强度越高,提高效果越明显。