裂缝对CFRP加固RC梁剥离破坏的影响

为研究混凝土梁中裂缝位置对碳纤维布(CFRP)加固混凝土梁的剥离破坏的影响,建立了外贴CFRP加固钢筋混凝土梁损伤带裂缝有限元模型,分析裂缝不同位置对胶层界面剥离应力的影响,并研究剥离破坏规律。研究结果表明,界面的剥离破坏由界面剪应力控制,正应力影响较小。随着荷载的增加,裂缝位置处胶层逐渐软化并发生剥离。当裂缝出现在加载位置时,胶层最先发生剥离。     

CFRP布加固损伤RC梁抗弯性能试验研究

为研究CFRP布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计了5根以预裂荷载、CFRP布层数、配筋率为变量的CFRP布加固损伤钢筋混凝土梁,并与未加固完好钢筋混凝土梁及CFRP布加固完好钢筋混凝土梁进行对比,分析其破坏形态、抗弯承载力与挠度变形.试验结果表明:加固量相同时,与完好加固梁相比,损伤加固梁降低的抗弯承载力可以忽略,...     

部分粘贴CFRP加固RC梁正截面的有限元研究

结合ABAQUS有限元程序,对部分粘贴CFRP加固RC梁正截面技术的性能进行了非线性有限元分析,并就分析结果与相关试验结果进行了对比。     

部分粘贴CFRP加固RC梁正截面的试验研究

随着有效粘结长度理论在CFRP加固领域中的确立,利用部分粘贴CFRP法加固RC梁正截面成为CFRP加固领域较新的研究方向。文章结合试验对部分粘贴CFRP加固RC梁正截面的抗弯性能及结构破坏模式进行了研究。结果表明,部分粘贴CFRP加固RC梁正截面时其性能良好,具有很好的推广和应用价值。     

CFRP/GFRP纤维混杂加固RC梁界面中缺陷的有限元分析

采用非线性有限元分析方法,对碳纤维布和玻璃纤维布(CFRP/GFRP)混杂加固带胶层缺陷的钢筋混凝土梁界面的力学性能进行研究,分析缺陷的位置、大小和数量对加固梁界面应力的影响。通过对比分析带胶层缺陷的加固梁与无胶层缺陷的加固梁应力分布的不同,得出了胶层缺陷对CFRP/GFRP混杂加固的钢筋混凝土梁界面应力的影响。最后给出了界面最大正应力和最大剪应力随缺陷情况不同的变化规律。     

胶层厚度对CFRP布加固RC梁抗弯承载力影响研究

为研究黏结胶层厚度对CFRP布外贴加固有预损伤的钢筋混凝土梁抗弯承载力的影响,对已有纤维片材加固混凝土试件的黏结胶层厚度控制方法进行改进,完成2根基准对比梁和4根损伤加固梁的抗弯试验,并采用有限元软件ABAQUS分别建立三维实体模型和纤维梁模型对试验进行数值模拟。研究结果表明：当黏结胶层厚度从0.5 mm增至3 mm时,试件的极限抗弯承载力和对应的极限挠度分别增大18.3%和44.8%。黏结界面的剥离荷载随黏结胶层厚度增大而增大。当黏结胶层厚度从0.5 mm增至2 mm时,黏结界面的剥离荷载小于碳纤维布的断裂荷载,试件的失效形式仍为黏结界面剥离。当黏结胶层厚度增至3 mm时,黏结界面的剥离荷载超过碳纤维布的断裂荷载,试件的失效形式转为CFRP布断裂。随着黏结胶层厚度增大,界面的有效黏结长度增加,应力分布趋于均匀,局部应力集中放缓,CFRP-混凝土界面的黏结性能随之增强。在需要大量计算的非线性分析中,合理地建立纤维梁有限元模型可在满足分析精度的基础上大幅提升计算求解速度。     

疲劳荷载作用下CFRP布与钢板复合加固RC梁的裂缝特性研究

通过1根对比梁和5根外贴碳纤维(CFRP)布和钢板复合加固钢筋混凝土(RC)梁的抗弯疲劳性能试验,研究不同的疲劳荷载幅值和不同的疲劳循环次数下复合加固RC梁的裂缝特性,分析复合加固RC梁纯弯段的弯曲裂缝分布间距和裂缝宽度.结果表明,复合加固RC梁的裂缝数量增多,裂缝间距和裂缝宽度均明显减小.在静载作用下CFRP布与钢板...     

粘钢加固RC梁非线性分析方法

以现有混凝土本构关系、钢材本构关系、钢板与钢筋混凝土(RC)梁之间的粘结滑移本构关系为基础,引入割线刚度,根据粘钢加固RC梁截面的平衡条件及钢板与RC梁之间的变形协调条件,推导以钢板拉力表达的粘钢加固RC梁非线性微分方程。通过引入位移边界条件和连续性条件,分别给出双集中荷载、均布荷载作用下粘钢加固RC简支梁微分方程的通解,以及以钢板拉力表达的粘钢加固RC梁协调工作系数的表达式。5根不同粘钢量、不同混凝土强度等级、不同跨度试验梁的计算结果与试验结果的对比分析结果表明,二者吻合较好。影响该非线性分析方法准确度的主要因素有粘结滑移刚度、钢板端部锚固状况和荷载作用形式。     

基于直接概率积分法的重载铁路RC梁疲劳可靠度分析

既有重载铁路线路运营列车轴重提高会造成钢筋混凝土(RC)梁产生更加严重的疲劳问题,影响桥梁的服役性能。为研究重载铁路RC梁的疲劳可靠度,从概率的角度保障重载铁路桥梁的服役安全,根据重载铁路的运营特点,建立重载铁路RC梁的疲劳功能函数,提出基于直接概率积分法的重载铁路桥梁结构的疲劳可靠度分析方法。以某既有重载铁路跨度为8 m的RC简支板梁为例,分析该重载铁路的不同轴重货运列车的荷载模型,将列车轴重与动力系数作为随机变量,并通过移动荷载法与雨流计数法获取钢筋等效应力幅的概率模型。在此基础之上,结合重载铁路的等效运营谱,对跨度为8 m的RC板梁进行疲劳可靠度评估,并探讨年运量及列车轴重对疲劳可靠度的影响。研究结果表明：直接概率积分法能够高效精确地对重载铁路RC梁进行疲劳可靠度评估。在该重载铁路运营的前20年,疲劳失效概率均小于规范规定的限值。随着重载铁路年运量的提高,RC板梁的疲劳失效概率显著增大。运营列车轴重从23 t增大至25 t对RC板梁的疲劳可靠度影响较小。开行30 t轴重列车会造成RC板梁的疲劳可靠度严重下降,需要加强重载铁路桥梁的养护维修。研究结果可为重载铁路RC桥梁的设计与养护...     

外粘AFRP布加固RC梁冲击试验分析

通过单调静力和重锤冲击两种加载方式,分别对未加固梁和外粘AFRP布加固梁的性能进行试验研究,分析冲击加载时混凝土梁的破坏过程及外粘AFRP布的应变曲线。比较不同冲击高度下梁体的损伤形态和裂缝分布规律,从而得出冲击高度与梁体最终破坏形态的相关性。试验表明:在静力加载条件下,未加固梁是因钢筋屈服而破坏,加固梁是因外粘AFRP布剥离而破坏;在重锤冲击加载条件下,未加固梁是因梁体出现冲击损伤时钢筋屈服而破坏,加固梁是因梁体出现冲击损伤时外粘AFRP布可能发生端部剥离或跨中断裂而破坏。     

CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳刚度的试验研究

研究目的:碳纤维布加固混凝土结构是一种新型结构加固方法.粘贴碳纤维布是提高混凝土梁疲劳性能的有效方法, 可用于延长损伤混凝土结构的使用寿命.研究结果:CFRP加固混凝土梁在疲劳荷载作用下, 正截面平均应变仍符合平截面假定.加固梁在疲劳荷载作用下刚度降低,裂缝宽度增大.得到了CFRP加固钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的疲劳刚度计算方法和计算公式,计算结果与试验结果符合良好.     

预应力碳纤维布加固RC梁试验研究及有限元分析

通过试验分析了预应力碳纤维布加固、不同预应力水平对被加固RC梁的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载的影响,并采用有限元分析软件ANSYS进行了模拟计算。结果表明,采用预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁,可以提高其开裂荷载、屈服荷载及极限荷载。     

抗弯加固RC梁中FRP应变性能研究

通过理论分析和试验,研究高强纤维片材(FRP)抗弯加固钢筋混凝土(RC)梁中FRP应变随构件变形及外加荷载的变化规律以及FRP的极限剥离应变。结果表明:FRP应变与RC梁的挠度成线性关系,与FRP粘贴长度基本无关,且不受混凝土开裂和钢筋屈服的影响;经FRP加固后RC梁的极限变形量明显减小,构件的延性能力有所降低;在给定试验条件下,FRP加固的RC梁的承载力提高约32%,钢筋屈服前承载力的增加量约占承载力总增加量的64%;FRP极限剥离应变约为8.117×10-3,剥离时相对应的RC梁挠度为1.01×10-3L2/h(L为梁长,h为梁高)。由于实际加固桥梁的跨度较大,允许挠度较小,因此FRP的应变水平较低,其高强性能得不到充分发挥。     

HPFL加固RC梁抗弯疲劳性能试验研究

为了研究用高性能水泥复合砂浆钢筋网(High performance ferrocement laminate,简称HPFL)加固钢筋混凝土梁的疲劳性能,对11根对比梁和加固梁进行了静力和疲劳性能试验。试验结果显示,与未加固梁相比,加固梁的疲劳性能有明显改善,疲劳寿命提高16%~104%。在经过相同的循环次数之后,加固梁跨中挠度减小30%以上,混凝土和钢筋应变有所降低,裂缝宽度和间距也显著减小。没有植剪切销钉的构件发生了加固层与构件混凝土之间的界面剥离破坏,但端部植入一定数量的剪切销钉后就能避免发生这种破坏模式。     

火灾作用后CFRP加固钢筋混凝土梁的试验研究及数值分析

结合对结构火灾损伤的分析,采用有限元方法对火灾后CFRP(Carbon Fiber Reinforeed Plasties)加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析,并与试验结果进行了比较,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁,能明显提高极限承载力,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。CFRP加固梁在加载过程中裂缝发展较为缓慢,裂缝数量多且密集,裂缝宽度明显小于未加固梁,这是由于CFRP的约束作用限制了梁底及梁侧裂缝的进一步发展,有利于增强梁的刚度。用有限元方法对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。该试验与理论分析结果对加固钢筋混凝土梁的研究具有十分重要的参考价值。     

部分斜拉桥考虑墩梁相互影响的结构动力分析

以兰州小西湖黄河大桥为实例,根据该桥塔梁固结、梁墩分设的结构特点,分析了考虑桥墩影响下的部分斜拉桥的自振特性,并与静动栽试验的结果相比较,其结论为该类桥梁的进一步研究提供参考。     

用预应力钢丝加固的RC梁抗弯性能试验研究

提出一种新型预应力加固方法——预应力钢丝-纤维增强水泥基材料加固技术(简称PS-FRC加固技术)。介绍了该技术的张拉锚固原理及特点,并通过预应力钢丝-纤维增强水泥基材料加固RC梁抗弯性能试验,测试加固前后梁的性能参数以及纤维增强水泥基材料与被加固结构的协同工作能力。试验结果表明:PS-FRC加固技术能够有效提高梁的开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及刚度,且对比表明ECC材料比聚合物砂浆性能优良,更适合作为预应力钢丝加固后的覆盖层。另外,该技术不需要千斤顶张拉,具有张拉简单、施工方便、操作性好等优点,是值得推广的加固新技术。     

考虑桩-梁协调作用的桩基托梁计算理论分析

研究目的:桩基托梁结构目前在铁路中广泛被使用,其内力设计计算忽略桩与托梁的协调作用,将托梁所受荷载考虑成均匀分布不准确,也比较保守。本文建立同时考虑桩与托梁共同受力的力学模型,推导出方便设计的计算公式和具体求解过程,以使托梁结构得内力计算更准确。研究结论:(1)托梁荷载分布应由均匀分布改为马鞍形或梯形分布模式,托梁应考虑桩基础协同作用来计算内力;(2)托梁跨中弯矩值有所降低,以文中计算为例,减小近40%,剪力则变化很小;(3)基于传统计算模型设计的托梁尺寸、配筋应进一步优化。     

PVA-ECC抗剪加固带悬臂RC梁承载力计算研究

对采用聚乙烯醇纤维水泥砂浆(PVA-ECC)钢筋网抗剪加固带悬臂的钢筋混凝土梁的承载力设计计算公式进行研究。通过对不同剪跨比下的对比梁及加固试验梁的斜裂缝开展、应变、挠度和破坏形态的变化对比分析发现,利用这种材料对RC梁进行加固,梁的斜截面受剪承载力有显著的提高,剪切刚度得到了一定的提高,而且能很好地抑制斜裂缝的开展。在实验研究的基础上,给出聚乙烯醇纤维水泥砂浆钢筋网抗剪加固的带悬臂的钢筋混凝土静定梁的承载力设计计算公式,公式计算值与试验结果吻合良好。     

侧贴预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究

采用自主研发的碳纤维增强(CFRP)片材锚具及张拉装置,对8根用CFRP板不同形式加固的钢筋混凝土梁模型试件进行抗弯性能试验,研究预应力碳纤维板侧面加固对被加固钢筋混凝土梁的承载能力、使用阶段变形和裂缝的影响,以及被加固钢筋混凝土梁使用阶段碳纤维板的应力分布和延性。试验结果表明:侧贴预应力碳纤维板加固可明显提高受弯构件开裂荷载及屈服荷载,减小构件使用阶段的变形及裂缝;两端可靠锚固能防止剥离破坏,充分利用材料强度,还能同时改善构件的延性性能。