张岩俊[1]2002年在《碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析》文中研究表明目前在混凝土表面粘贴碳纤维布已作为改善钢筋混凝土结构在使用阶段性能或提高极限承载力的一种有效而简单的加固方法已逐渐被应用。由于碳纤维布强度高、自重轻、耐腐蚀等特性，使得该技术与其他加固技术相比具有施工简单快捷、不影响结构的正常使用、对建筑物的外观影响甚微等优点。 本文对外贴碳纤维布加固混凝土结构受弯构件正截面承载力进行了分析。首先利用钢筋混凝土非线性平衡试算法对天津大学试验进行了理论分析，所得分析值与试验结果相比，加固梁的屈服荷载、极限荷载能够很好地吻合，弯矩曲率关系曲线及弯矩挠度关系曲线较为吻合；其次，为了满足实际工程的需要，根据碳纤维布加固构件可能发生的叁种破坏形态(压区混凝土压碎破坏、碳纤维布拉断破坏以及受拉钢筋尚未屈服时压区混凝土已压碎破坏)，区别叁种钢筋混凝土构件截面形式(单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面)，分别给出了碳纤维布加固混凝土构件抗弯承载力的简化计算公式和适用条件，并进一步探讨了这叁种截面形式下进行加固设计和复核的步骤。还利用天津大学、东南大学等国内四家单位已有试验结果对单筋矩形截面形式的简化计算公式进行了检验，结果简化计算值与试验值吻合较好。最后，利用ANSYS分析软件对加固梁进行了模拟分析，表明加固梁的抗弯极限承载力得到了提高，与试验结果是一致的。
田安国[2]2006年在《预应力FRP加固混凝土受弯构件试验及设计理论研究》文中进行了进一步梳理随着技术和经济的发展,世界各国在大规模建设完成之后对工程结构加固的需求逐年增长,对既有工程结构的维修和加固已成为土木工程领域日益活跃的分支。在不中断结构使用功能的目标下,探索高效、简便、经济实用的结构加固方法,成为加固设计和研究人员至高的目标。在众多结构加固技术中,预应力方法能够主动调整原结构内力,有效降低原结构材料的应力水平,缩小变形,减小加固材料的应力滞后现象,高效发挥加固材料的性能。因此,在对一般结构构件加固方案选择时,宜优先选用预应力方案。FRP作为一种新颖的高强、高性能结构材料在工程结构的加固中具有巨大的应用前景,但是,目前多采用非预应力普通粘贴FRP,它尚具有明显的缺点:加固用FRP只有在被加固结构二次受荷、发生进一步变形之后才能逐步参与作用,加固效率较低;不能调整原结构的受力状况,对结构正常使用状态的性能改善极小。然而,迄今国内外对预应力FRP加固技术的研究相对较少,相应的工程应用极少,根本的原因在于对FRP的锚固、张拉等关键技术尚未得到较好的解决,从而影响了预应力FRP加固技术的研究及应用。本文结合独创的预应力FRP锚固张拉夹具,试验验证了这一技术的可行性,并结合梁、板等构件的加固试验,系统研究了预应力FRP抗弯加固的各项性能,建立和完善了相应的设计分析理论,并成功的将预应力FRP加固方法应用于工程实践,同时,撰写成了本论文。现将文中主要内容简述如下:1.预应力纤维布锚固、张拉夹具的研制开发根据“先锚固,后横向张拉”的思路,设计开发了高强纤维布新型的预应力张拉、锚固装置,试验表明,该装置可简便、可靠的对纤维布实施预应力张拉,成功的将CFRP张拉至1600MPa以上。结合这种新型的预应力张拉、锚固装置,提出了通过扭矩扳手的读数对FRP张拉应力进行控制的思路,建立了FRP张拉应力、张拉夹片相对位置及张紧螺栓扭矩叁者之间的函数关系,在此基础上,设计制作了可供现场使用的FRP张拉应力控制样表,为FRP张拉应力的现场控制提供了非常便捷的方法。2.纤维布材料性能及其试验研究设计了适合于纤维布材料力学性能指标测试的试验装置,对加固用CFRP、GFRP进行了各种力学性能指标测试,结合特定的装置,开展了一定数量的FRP应力松弛试验,试验验证了这些装置的可行性和可靠性,试验指出GFRP存在有较为明显的应力松弛现象,而CFRP未能观测到明显的应力松弛现象。3.预应力CFRP加固混凝土梁抗弯试验研究开展了8根混凝土梁的正截面抗弯加固试验,对CFRP张拉预应力,最大初始张拉应力达1070 MPa,验证了锚固或张拉夹具的可靠性。试验结果表明,预应力CFRP加固受弯构件,可使被加固构件产生反拱,有利于被加固构件恢复变形,推迟构件开裂,增加刚度;与非预应力加固相比,可大幅提高极限状态下CFRP应力水平,从而增加被加固构件的正截面承载力;足够大的初始张拉应力及良好的结构胶是CFRP高效受力的保障;在被加固结构的承载力出现较大提高的同时,变形能力不减反增;软粘结作用在改善CFRP工作条件、提高CFRP加固效率、保障预应力CFRP与被加固结构共同工作等方面具有重要作用;对试验用CFRP,提出了初始预张应力及设计强度的建议值,在保证良好的加固效率和结构性能的同时,加固后的构件将具有足够的可靠性。4.预应力GFRP加固混凝土板试验研究进行了6块混凝土板的加载试验,与普通粘贴GFRP的加固方式相比,采用预应力GFRP加固具有以下特点:构件破坏时GFRP的应力水平明显提高,被加固构件的极限承载力增量更大;可较大改善被加
吕伟荣[3]2003年在《粘贴加固受弯构件正截面承载力性能研究》文中研究指明粘贴钢板、玻璃纤维、碳纤维等材料是结构直接加固中一种较为简便的加固形式，近年来被广泛地应用于工程实际中，尤其以粘贴碳纤维为研究和应用的热点。由于粘贴材料性能的不同，加固设计的计算方法也不一。因此，在工程应用中极不方便，也很难进行对比。但是，上述这类加固方法在承载力计算上有很大的相似性，完全可以用一个统一的通用公式进行计算，这有利于选择最佳的加固材料。基于这一想法，本文将这类加固方法统称为“粘贴加固”，并主要研究粘贴加固钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的通用公式。 本文总结出粘贴加固的基本原理：通过粘贴高强的抗拉材料，进而使得受弯构件的受压区混凝土高度增加，从而提高原钢筋混凝土受弯构件的正截面承载力。 由平截面假定和界限破坏理论，并保证粘贴加固梁具有一定的变形能力和较为充分地发挥混凝土的抗压性能，本文以受压区混凝土边缘应变达到峰值应变(0.002)，而加固材料应变刚好达到极限值(0.01)的界限破坏时混凝土受压区高度做为粘贴加固梁设计高度的下限值ξ_(c0b)h。同时，引入可靠性鉴定标准，推导出其相应的设计上限值ξ_(max)h_0(见表2.2)。由粘贴加固上、下限，引入钢筋的界限破坏，本文将粘贴加固受弯构件的设计破坏形态分为叁类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)，并给出相应的承载力计算公式和各自的使用范围。 为简化计算Ⅰ类设计破坏形态时粘贴加固构件的抗弯承载力，本文引入误差调整系数γ_1，将规范混凝土应力—应变公式(2.1)简化成一阶线性公式(2.17)并代入计算。结果表明，该公式的计算值不仅具有较好的精度，且偏于安全。 本文在有关文献的基础上，引入误差调整系数γ_2，推导出钢筋混凝土受弯构件二次受力下粘贴加固材料滞后应变ε_(tag)的计算公式(2.63)～(2.66)。经检验，该套公式计算简便且与试验结果吻合较好。同时，本文根据受弯加固构件的二次受力理论，提出了一整套较为完整的粘贴加固梁在二次受力情况下的正截面承载力计算公式，并给出相应的工程实例计算。 本文采用改进的弯矩—曲率算法，较为准确地计算出粘贴加固受弯构件的开裂弯矩、屈服弯矩，计算结果与试验结果吻合较好。本文还将改进的算法运用于粘贴加固受弯构件的荷载—挠度曲线和二次受力问题的计算中，得出与试验结果吻合较好的计算曲线(图3.17～3.20)。同时，程序计算结果表明，加固梁在二次受力的作用下，屈服弯矩随着初始荷载的增加而减小，但极限抗弯承载力受初始荷载影响较小。 本文引入新的对比方法，即不同材料的加固在最终均达到同样的极限抗弯承载力时，比较其各自的弯矩一曲率和荷载一挠度变化情况，并自行编制程序进行计算。同时，本文还从理论的角度上对不同材料粘贴加固梁之间以及加固梁与未加固梁的曲率延性性能给予了定性分析，并得出与本文程序计算结果（图3．22～3．25）基本一致的结论。
孙超[4]2007年在《用CFRP布加固混凝土受弯构件抗火性能计算分析》文中研究说明现行的《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)对CFRP加固混凝土构件抗火措施仅作了定性规定,即“选用的防火材料及其处理方法应使加固后建筑物达到要求的防火等级”。该规定不能具体指导CFRP布加固混凝土受弯构件的抗火设计。为此,本文着重对CFRP布加固混凝土受弯构件的抗火性能进行了计算分析,主要展开如下工作:总结了国内外关于混凝土、普通钢筋在火灾下的力学性能退化规律,温度场的研究现状,为CFRP布加固混凝土受弯构件抗火性能的分析提供准备知识。总结了目前试验和实际应用中CFRP布加固混凝土受弯构件的抗火措施,确定了使用厚涂防火涂料作为改善CFRP布加固混凝土受弯构件的抗火性能的措施。采用ANSYS有限元软件对用防火涂料保护的CFRP布加固混凝土受弯构件进行了火灾下的温度场分析,总结了防火涂料厚度与阻热效果的关系。编制了常温及火灾下CFRP布加固混凝土受弯构件的正截面承载力的计算程序。提出了常温下CFRP布加固混凝土受弯构件相对于有效荷载效应的安全系数的表达式。在此基础上对不同承载力提高幅度、不同截面尺寸、不同防火涂料厚度的CFRP布加固混凝土受弯构件的正截面承载力进行了大量的计算,总结出影响CFRP布加固混凝土受弯构件抗火性能的关键参数,得出了CFRP布加固混凝土受弯构件在不同参数下的耐火极限,给出了CFRP布加固混凝土梁板的防火涂料保护层厚度的取值建议。
飞渭, 江世永, 彭飞飞, 陈正平, 李庆枫[5]2003年在《预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析》文中认为在试验研究的基础上,对预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件的受力进行了分析,对其承载力的计算公式提出了建议。经与试验结果相验证,该建议公式与试验值相差不大,且偏于安全,对后续研究工作具有一定的参考价值。
袁剑平[6]2006年在《碳纤维加固钢筋混凝土受弯构件的两个基本问题研究》文中研究表明本文首先分析了目前碳纤维布加固钢筋混凝土结构技术研究状况,在此基础上提出了用ANSYS软件对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的机理进行数值分析。通过建立碳纤维布加固受弯梁的有限元分析模型,对基于受弯和受剪加固的粘结剪应力进行了分析;并对碳纤维基于受弯加固的利用率问题进行了一定的探讨。得出结论如下:1.在碳纤维用于受弯加固时,在碳纤维布端部处粘结剪应力仍然是符合剪应力互等定理的结论,即粘结剪应力的大小在碳纤维布的端部为0。在端部附近会产生峰值剪应力,到端部距离大致为粘结层厚度。峰值剪应力的产生主要是由于基层混凝土的应变方向与端部碳纤维的应变方向相反,二者存在变形差,粘结层在距离碳纤维端部较近的一段区域内,并不服从平截面假定,这个区域从端部向跨中延伸大致50～70mm。2.在碳纤维用于受弯加固时,粘结延伸长度越大,端部附近界面剪应力越小;粘结层厚度越大,界面粘结剪应力越小;粘贴的碳纤维布越厚,达到极限荷载情况下,界面粘结剪应力就越大;加载形式,支座形式的不同,对于端部粘结剪应力的大小也会产生一定的影响。中部裂缝的产生,会使裂缝附近粘结剪应力较大,并在裂缝两边改变方向。当使用不同弹性模量的粘结胶时,裂缝附近的粘结剪应力和碳纤维应变分布状况不同。3.在碳纤维用于受弯加固时,在影响单筋矩形截面碳纤维应变发展的诸因素中,截面的纵筋配筋特征值的影响最显着,截面承担的初始弯矩影响并不显着。对T形截面及受压区配置较多受压钢筋的截面,抗弯承载力计算时应考虑受压翼缘和受压钢筋的有利影响。4.在碳纤维用于受剪加固时,剪切斜裂缝处粘结剪应力为最大,并在裂缝两边改变方向,而在碳纤维端部并不产生较大的剪应力。在抗剪混凝土梁中部附近加中压条对于缓解粘结剪应力过大有一定的作用。U型箍用于受剪加固时,胶层厚度的不同对于裂缝附近的粘结剪应力以及碳纤维应变的影响较大。最后,对于碳纤维加固施工中的一些施工技术以及常用的界面处理方法进行了一定的探讨。
彭晖[7]2006年在《预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件的性能研究》文中研究说明由于经济建设迅速发展,地区之间的交通运输需求不断提高,国家在交通建设方面投入了大量资金。但在大量公路铁路桥梁建设的同时,由于年久失修,原设计标准低,不满足现行交通量与车载重量等原因,许多旧桥正逐渐成为病桥、危桥,严重阻碍了地区经济发展。因此,研究开发造价低,技术效果好的桥梁结构加固技术并投入实用对于推动我国的交通建设具有重要意义。预应力碳纤维板材加固桥梁结构是近几年才展开研究的一项新型加固技术,该技术针对粘贴碳纤维片材加固与体外预应力加固技术的缺陷,结合两种技术的优势,即可提高桥梁结构承载力,又可显着较小结构变形,提高结构刚度,充分利用材料性能,大大节省材料及工程造价。由于碳纤维具有优异的耐久性能,预应力碳纤维加固技术的长期技术效果远远超过传统桥梁加固技术,可减小加固系统维护成本。目前英美、加拿大及日本、瑞士等发达国家在此项技术领域进行了大量研究工作,以推动该技术进入实用化;国内包括清华大学、同济大学、东南大学在内的等许多研究机构在展开研究。但纵观以往的研究工作,存在较大不足:设备及工艺难以满足使用要求,成为研究与应用工作的瓶颈;疲劳性能方面试验研究较少,疲劳破坏机理研究不透彻;试件尺寸偏小,尺寸效应影响较大;长期性能与耐候性能研究很少,局限于加速试验,真实条件研究少;。根据以往的研究成果及不足,本文进行了以下内容的研究工作:1、研制了不依赖胶粘剂的碳纤维布(板)机械式夹锚装置,在此基础上开发了具有较强实用性能的预应力碳纤维片材张拉系统,其中预应力碳纤维板张拉系统为依附于结构的构件基座张拉系统;试验了与张拉设备相配套的工艺方法;该设备与工艺均在实际工程中得到成功应用。2、通过对大量相关文献的概括总结,评述了国内外开展碳纤维(包括预应力碳纤维)加固结构研究的现状与发展水平,分析了已有研究工作成果的局限性及优缺点,根据已有研究成果的不足提出了本文针对预应力碳纤维片材加固所采用的试验研究途径以及基本技术思路。3、进行了预应力碳纤维布加固受弯构件的静载试验研究,研究了预应力碳纤维布加固对构件承载能力、抗弯刚度、抗裂能力等性能的影响;比较了预应力碳纤维布加固与非预应力碳纤维布加固的抗剥离性能差异,讨论了不同初始应力水平对加固技术效果的影响;对预应力碳纤维片材加固可提高构件极限承载力的机理进行了分析研究。4、针对碳纤维布加固量较小,不适于进行大型结构加固的缺陷,进行了预
金勇俊[8]2007年在《预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件的试验研究》文中进行了进一步梳理我国的经济正处于迅速发展时期,随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的逐渐提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了更高的要求。一方面,对已有建筑提出与设计不同的使用要求,须对结构进行改造加固。另一方面,对于大量的五六十年代前建造的建筑,已经到了使用寿命的中老时期,为延长寿命和提高使用的安全性,须对结构进行维修加固。再一方面,大量新建的建筑中,部分建筑由于设计、施工或是材料的问题,不能满足正常使用的要求,须进行补强加固。除此之外,许多旧桥由于年久失修,原设计标准低,已不满足现行交通量与车载重量等要求,正逐渐成为病桥、危桥,同样需要加固维修,以满足新时期交通运输的要求。因此,对各种结构(构件)加固方法的可靠性、受力性能及施工工艺的研究,具有重要的理论和实际意义。预应力碳纤维加固技术是近年来发展起来的新技术。它是将碳纤维片材进行张拉,再通过专用的粘结材料使张拉后的碳纤维与构件形成整体,从而使加固构件拥有良好的性能的加固方法。本文结合湖南省交通厅的课题,对预应力碳纤维板加固受弯构件进行了试验研究和理论分析,具体做了以下几方面的研究工作。1.研制了具有工程实用价值的碳纤维板的机械式锚具及完整的张拉体系,以推动预应力碳纤维加固技术向工程实用化方向发展。2.进行了预应力碳纤维加固受弯构件性能研究的小比例(2.2m～3.2m)试件静载试验研究,研究了预应力碳纤维板对构件承载能力、抗弯刚度、抗裂能力等性能的影响;比较了预应力碳纤维板材加固与非预应力碳纤维板材加固的抗剥离性能的差异,讨论了不同初始应力水平对加固技术效果的影响。3.完成了浏阳市金刚头桥的预应力碳纤维板加固工作,并对其进行了荷载试验,对预应力碳纤维板加固的效果进行了评估。同时在碳纤维板上设置了光纤光栅测点,以研究环境温度、湿度、紫外线、混凝土徐变及车辆荷载震动等因素对预应力碳纤维板的影响,以评价预应力加固系统的长期工作性能。
飞渭, 江世永, 彭飞飞, 陈正平, 李庆枫[9]2002年在《预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析》文中指出本文在试验研究的基础上,对预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件的受力进行了分析,对其承载力的计算公式提出了建议。经与试验结果相验证,该建议公式与试验值相差不大,且偏于安全,具有一定的参考性。
朱剑俊[10]2003年在《碳纤维加固钢筋混凝土受弯构件研究及其可靠性分析》文中认为已有建筑结构的维护、加固是目前土木工程界研究的重要内容之一。建筑结构工程的维护和加固的方法很多，对于混凝土受弯构件有体外预应力加固法、构件表面粘贴碳纤维加固法等。近几年构件表面粘贴碳纤维加固法的发展及多种新型加固材料的开发，对结构的维护和加固起了很大的作用。国内、外的研究较多的为通过试验，对构件进行分析，从而得到受力特点，提出计算方法。 虽然有大量结构构件的加固设计方法，但对加固后结构构件可靠度的研究和资料还相当少。而且在加固设计中现有的加固设计方法基本上都是在各自的试验研究基础上的半经验半理论方法，不能与现行的可靠度设计要求相协调。 本文将在对碳纤维试验的基础上，分别对碳纤维的力学性能、失效模式、极限应变等问题进行探讨、研究；并在试验的基础上对加固后的钢筋混凝土构件进行了可靠性研究和分析。
参考文献：
[1]. 碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析[D]. 张岩俊. 西南交通大学. 2002
[2]. 预应力FRP加固混凝土受弯构件试验及设计理论研究[D]. 田安国. 东南大学. 2006
[3]. 粘贴加固受弯构件正截面承载力性能研究[D]. 吕伟荣. 湖南大学. 2003
[4]. 用CFRP布加固混凝土受弯构件抗火性能计算分析[D]. 孙超. 哈尔滨工业大学. 2007
[5]. 预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析[J]. 飞渭, 江世永, 彭飞飞, 陈正平, 李庆枫. 四川建筑科学研究. 2003
[6]. 碳纤维加固钢筋混凝土受弯构件的两个基本问题研究[D]. 袁剑平. 重庆大学. 2006
[7]. 预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件的性能研究[D]. 彭晖. 湖南大学. 2006
[8]. 预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件的试验研究[D]. 金勇俊. 湖南大学. 2007
[9]. 预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析[C]. 飞渭, 江世永, 彭飞飞, 陈正平, 李庆枫. 第二届全国土木工程用纤维增强复合材料（FRP）应用技术学术交流会论文集. 2002
[10]. 碳纤维加固钢筋混凝土受弯构件研究及其可靠性分析[D]. 朱剑俊. 浙江工业大学. 2003
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