IHFRP布约束混凝土棱柱轴压力学性能试验研究

通过21个混凝土棱柱的轴心抗压性能试验,研究了碳、玻纤维层内混杂纤维布(IHFRP)约束混凝土柱的破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变和变形性能.试验结果表明:(1) IHFRP显著提高了柱的承载力,对于相同层数纤维布约束试件随着混杂纤维布中碳纤维含量的增加,承载力增长越显著;(2)基于试验数据线性回归得到了混杂纤维布约束混凝土棱柱的强度计算公式,IHFRP约束混凝土棱柱的强度约束系数为5.45; (3)IHFRP显著改善了柱的延性性能,通过延性指数较好地分析了约束混凝土棱柱的变形性能.     

碳纤维加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

通过对2片钢筋混凝土梁、6片用碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的模型试验研究,分析试验梁在循环荷载作用下梁体顶面应变、受拉区钢筋应变、碳纤维布的受力特点、跨中截面抗弯刚度、梁体裂缝等.研究结果表明,钢筋混凝土梁用碳纤维布加固后,在经过200万次循环荷载作用后,其强度与抗弯承载能力明显提高,且随粘贴层数的增加,其承载能力提高的幅度也增大.由此可知,碳纤维布与混凝土的共同工作性能良好,满足抗疲劳要求.     

锈蚀钢筋混凝土圆柱加固后的抗震性能

通过试验研究了利用加大截面和碳纤维布包裹复合加固后的锈蚀圆柱的抗震性能,研究变量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载大小以及碳纤维布包裹层数。根据试验结果编制程序,对复合加固锈蚀柱的骨架曲线进行了数值模拟,并分析了轴压比、碳纤维布用量、锈蚀量和加固钢筋用量对加固效果的影响。结果表明:碳纤维布包裹与增大混凝土截面复合加固锈蚀钢筋混凝土构件是一种有效的方法,改善了试件的延性,提高了加固试件的极限承载力和耗能能力,与仅用增大截面加固的试件相比,复合加固试件抗震性能改善明显;提出的骨架曲线确定方法,可用于锈蚀钢筋混凝土结构加大截面和碳纤维布复合加固后的地震时程分析。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的经典层合理论力学解析

为揭示预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的弯曲变形规律,将层合理论应用到预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的结构分析中,建立了集中荷载作用下梁内任意点的挠度、应变及层间应力等计算公式,并对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的力学性能进行了相应的计算;同时利用基于该理论所建立的公式解释了碳纤雏布与混凝土的剥离、碳纤维布断裂以及混凝土压碎等试验现象的发生过程.结果表明:计算结果与试验结果相吻合,说明采用该理论分析碳纤维布加固的钢筋混凝土梁是正确的.研究结果为预应力碳纤维布加固混凝土结构的分析提供了新的途径.     

碳纤维片加固钢筋混凝土简支梁桥对比性试验研究

为深入研究粘贴碳纤维片加固钢筋混凝土桥梁的加固效果，结合山东省某桥梁大修工程，在旧引桥简支T梁下缘粘贴4层碳纤维布以提高其正截面强度，并对试验孔分别进行了加固前后的对比性荷载试验，检测结果表明，粘贴碳纤维片可明显增加破损主梁的抗弯刚度，改善梁底混凝土应变水平，有效抑制混凝土开裂。     

不同配箍率和钢纤维掺量UHPC柱抗震性能试验

为明确超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）柱中配箍率和钢纤维掺量对抗震性能的影响,对不同配箍率（0%、0.25%和0.5%）与钢纤维体积掺量（0%、1%和2%）的5根超高性能混凝土足尺柱试件进行了抗震性能试验研究,分析了配箍率和钢纤维掺量对超高性能混凝土柱耗能能力、自复位能力、强度退化性能、刚度退化性能以及弯矩曲率关系的影响规律。基于对超高性能混凝土柱构件性能、箍筋应变以及等效侧向约束力的分析,提出钢纤维体积掺量与配箍率的等效计算公式。研究结果表明：①配箍率对正截面破坏超高性能混凝土柱的延性、耗能能力以及自复位能力均有影响,当配箍率从0%提高到0.5%时,柱试件的延性系数提高15%,耗能能力提高55%,自复位能力提高32%;②钢纤维体积掺量对超高性能混凝土柱破坏形态的影响显著,随着钢纤维体积掺量的增加,混凝土的压碎剥落现象得到明显改善,延缓了受压钢筋屈曲现象的发生,从而提高了柱的延性,当钢纤维体积掺量从0%提高到2%时,柱试件的延性系数提高45%,耗能能力提高142%,自复位能力提高42%;③对于正截面破坏的受压构件而言,采用钢纤维代替箍筋具有一定的可行性。对于所研究的超高性能混凝土柱而言,2%的钢纤维体积掺量可等效于0.51%的配箍率。     

CFRP布混合粘贴加固RC梁斜截面抗剪性能研究

为了研究CFRP布混合粘贴技术加固钢筋混凝土梁斜截面抗剪性能,设计了4组钢筋混凝土T梁抗剪加固试验。分别对比了未加固的试验T梁、CFRP布普通外贴方式加固的试验T梁和CFRP布混合粘贴方式加固的试验T梁,同时对于加固的试验T梁考虑了分阶段加载二次受力性能。研究表明CFRP布混合粘贴加固的钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力较未加固的试验T梁有显著提高,同时比CFRP布普通粘贴加固方式提高了9.34%。在挠度变形、混凝土裂缝的抑制、箍筋受力的改善以及碳纤维布材料强度利用率上均优于CFRP布普通外贴方式。二次受力的试验T梁因加固前腹板斜裂缝已经出现,因此整体刚度有所降低,导致挠度变形大于一次受力的试验T梁,二次受力的试验T梁其箍筋应力发展水平和一次受力梁差异不大,破坏时斜截面抗剪承载力降低了4.83%,降低程度较小。CFRP布混合粘贴加固形式中单根碳纤维布提供的抗剪贡献较大,钢板锚固件可以延缓CFRP布的剥离过程,阻止CFRP布向锚固件另一侧剥离发展。试验T梁最终破坏时,同一根CFRP布表面应变在两个钢板锚固件之间分布较为均匀且应变数值发展较大,CFRP混合粘贴加固形式充分利用了碳纤维布高强度和高弹性模量的特点,加固后CFRP布与箍筋受力协调关系较好。     

碳纤维布加固严重损伤混凝土框架抗震性能试验研究

对1榀达到极限承载力的钢筋混凝土框架进行了CFRP加固,对加固后的框架结构进行了模拟地震作用的水平低周反复荷载试验,分析了被加固框架的受力性能及位移延性,研究了已严重损伤的混凝土框架结构经碳纤维加固后的抗震性能。试验结果表明,严重损伤框架结构经碳纤维加固震后,其极限承载能力、耗能能力及延性等抗震性能有明显提高。     

碳纤维布维修加固旧桥施工技术

碳纤维布与专用树脂材料是加固维修钢筋混凝土结构领域中的新材料、新工艺,在桥梁混凝土结构维修加固工程补强中得到广泛应用,取得良好效果,本文对碳纤维布材料性能与加固桥梁施工工艺等有关技术问题做一介绍。     

钢筋混凝土梁碳纤维布补强破坏试验研究

该文通过对三种不同的钢筋混凝土试验梁进行静载破坏试验,分别获得了未贴碳纤维布、贴一层碳纤维布及贴两层碳纤维布三种试验梁的试验结果。对各试验梁的极限荷载、破坏状况、混凝土应变、挠度以及裂缝进行了分析研究。试验结果表明:试验梁贴碳纤维布后,其开裂荷载、极限荷载均有显著提高,挠度明显减小。该试验成果在实桥加固中进行了成功应用。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土箱形简支梁的试验研究

传统外部粘贴碳纤维增强复合材料加固技术无法充分发挥碳纤维材料性能,加固效果有限.对2根采用外部粘贴预应力碳纤维布加固的已开裂箱形梁进行了受弯模型试验,并研究了预应力碳纤维布加固对已开裂箱梁抗弯刚度及延性的影响.研究表明,对于受损较为严重的梁,采用预应力碳纤维布加固,碳纤维布对裂缝的扩张有一定的限制作用,对刚度较完好梁,加固后其刚度有所提高,能起到加固的效果,但其延性性能有所退化.在正常体位加固梁时,应该考虑碳纤维布的粘贴质量,对理论计算的刚度值进行适当折减.     

不同材料环向缠绕加固混凝土墩柱抗震性能比较研究

通过对连续玄武岩纤维丝束、钢丝绳及碳纤维布缠绕加固混凝土墩柱抗震性能的对比试验,研究不同材料种类及用量对加固效果的影响,结果证实连续玄武岩纤维丝束及钢丝绳两种材料缠绕抗震加固的有效性,而这两种材料较碳纤维布具有更好的性价比,同时,介绍了国内外最新发展起来的一些墩柱加固技术,对各种加固技术的优缺点及适用条件进行了比较分析。     

钢纤维增强聚合物混凝土在梯面大桥桥面铺装中的应用

钢纤维增强聚合物混凝土是由乳胶、钢纤维和混凝土复合而成的高性能混凝土材料 ,它具有比钢筋混凝土和钢纤维混凝土更为优良的抗拉、抗折、抗疲劳强度及冲击韧性。以梯面大桥桥面铺装为工程实例 ,介绍了钢纤维增强聚合物混凝土的工程应用及其试验使用情况     

碳纤维包裹下混凝土的动态力学性能研究

为研究在强动载冲击下、径向碳纤维布约束条件下的混凝土动态力学性能,采用SHPB(分离式霍普金森杆)技术对C40混凝土试件及碳纤维布包裹的C40混凝土试件进行累计冲击压缩试验,测试出试件在不同冲击加载条件下的平均应变率、破坏应力、破坏应变等。同时采用表面直透法对试件进行损伤检测,并用多次冲击有效试验来讨论累计损伤特性。通过对两者特性对比分析,得出混凝土在碳纤维包裹下延性和强度均得到提高,且延性增加的更为明显,同时得出D值与破坏形态的对应关系。对比素混凝土,证明碳纤维布能提高混凝土抗冲击能力。     

碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁设计计算方法

为完善公路钢筋混凝土桥梁抗剪加固设计理论,针对我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的要求,建立了基于Schnerch有效应变模型的抗剪加固梁斜截面受剪承载力计算方法,设计参数包括混凝土强度等级、斜截面内箍筋配筋率、碳纤维布加固率、粘贴形式及碳纤维布粘贴角度等。计算值与试验值的对比结果表明,所提抗剪加固计算公式具有较强的实用性和较高的可靠性,可用于公路钢筋混凝土桥梁的抗剪加固设计。     

碳纤维布加固梁的疲劳性能试验研究

通过改变碳纤维布的粘贴长度、粘贴层数、多层碳纤维布的粘贴方式,进行了5根普通混凝土梁和碳纤维布加固完好混凝土梁的疲劳试验,并从材料的应变、梁的挠度、裂缝扩展情况3方面进行了分析。研究发现:经碳纤维布加固后,相同荷载作用下,混凝土梁疲劳性能有了明显改善。     

大偏心受压荷载下碳纤维布约束混凝土构件长期挠度研究

当前我国已进入工程结构的新建与加固维修并举时期，对于加固结构的长期性能研究已得到广泛地关注与重视。以碳纤维布约束钢筋混凝土构件为研究对象，考虑碳纤维布全包裹的情况，对大偏心受压下约束钢筋混凝土构件进行了受力特性分析，结合混凝土徐变理论及弹性力学分析方法，考虑混凝土截面依时性应力重分布的特点，并引入混凝土与碳纤维材料结合力参数，推导建立了碳纤维布约束钢筋混凝土大偏心受压构件的徐变计算公式。在此基础上，结合碳纤维布约束混凝土构件的刚度变化规律，提出了约束混凝土构件的长期挠度计算公式。通过与试验数据对比表明，该计算公式计算结果与试验值符合较好，可为相应工程结构构件设计与维护提供参考。     

钢纤维增强聚合物混凝土在路面铺装中的应用

钢纤维增强聚合物混凝土是由乳胶、钢纤维和混凝土复合而成的高性能混凝土材料,它具有比钢筋混凝土和钢纤维混凝土更为优良的抗拉、抗折、抗疲劳强度、冲击韧性及变形性能。以S118线路面罩面铺装为工程实例,论述了钢纤维增强聚合物混凝土路面铺筑中的工程应用及其使用情况。     

聚合物改性纤维对增强轻集料混凝土强度研究

研究了聚合物乳液的掺入对单掺以及复掺纤维增强轻集料混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量、压折比与冲击韧性的影响规律。结果表明:掺入聚合物乳液虽在一定程度上降低了轻集料混凝土抗压强度及弹性模量,但可以显著提高其抗折强度,压折比明显变小;聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,冲击韧性增强近3倍。采用10%的聚合物乳液改性钢纤维和有机纤维复掺增强轻集料混凝土性能效果最佳。     

裂损衬砌网-锚与板-锚加固结构力学特性试验

为探明裂损衬砌维修加固后的力学性能,对裂损衬砌新型网-锚、板-锚轻型快速微创组合加固结构的全过程力学特性进行了研究。通过自主研制的卧式偏心加载装置,对网-锚、板-锚加固裂损衬砌后形成的组合结构进行大偏心受压反复加卸载试验,揭示了钢筋混凝土和素混凝土裂损衬砌加固组合结构的全过程荷载-挠度关系、破坏模式、裂缝发展规律及网/板片应变演化过程。研究结果表明：对于钢筋混凝土衬砌,未加固、网-锚加固和板-锚加固结构5次反复加卸载后峰值承载力相比首次峰值承载力分别降低了28.9%、25%和16.7%,网-锚加固和板-锚加固后结构的主裂缝总开展量相比未加固时分别减小了74.3%和61.4%,总挠度分别增加了25.5%和25.54%,裂损衬砌结构的裂缝宽度发展得以有效抑制,峰后韧性显著提高,剩余承载能力得到了更充分的发挥;对于素混凝土衬砌,网-锚加固和板-锚加固后最大峰后荷载相比首次峰值点分别增加了30.8%和6.7%,峰后总位移比峰前分别增加了1 040.6%和413.0%,受拉侧主裂缝总开展相比开裂时的裂缝宽度分别增加约11.78倍和11.81倍,素混凝土衬砌由开裂后“一裂即坏”的脆性破坏转化为延性破坏,峰后韧性大幅增加;网-锚加固后结构掉渣风险显著降低且无掉块现象出现,板-锚加固后无掉渣、掉块现象;短锚无拔出迹象,仅个别短锚出现轻微弯曲变形;板-锚组合加固结构的峰后韧性要优于网-锚组合加固结构。