欧阳煜[1]2001年在《玻璃纤维（GFRP）片材加固混凝土框架结构的性能研究》文中进行了进一步梳理纤维增强塑料（Fiber Reinforced Plastic，简称FRP）加固混凝土结构，是近年来出现的一种结构加固新方法。由于具有耐腐蚀、施工简便快捷、几乎不改变构件原有的尺寸等特点，这一加固方法已得到广泛的应用，具有良好的经济效益。 在前人研究的基础上，通过大量的玻璃纤维（GFRP）片材加固钢筋混凝土梁、柱和节点的试验研究，探讨了加固试件的加固效果、破坏机理和理论分析方法。本文的研究得到福建省科委重点课题（编号：98-Z-35）、福建省建委课题（编号：JK-99-10）的大力资助。本文的主要内容归纳如下： 一、进行了6根GFRP片材抗弯加固混凝土梁的试验研究。本文提出加固梁截面弯矩和曲率的分析模型，计算结果和试验数据吻合较好。对GFRP片材厚度、刚度、强度、混凝土强度等级和配筋率等设计变量进行了参数分析，并对不同情况下的弯矩—曲率曲线进行了比较。结果表明，GFRP片材有效地提高了梁的刚度和弯曲强度。该加固方法对于低配筋率混凝土梁特别有效。 二、试验表明，抗弯加固梁可能在GFRP片材端部保护层混凝土发生局部破坏，这种破坏是由GFRP片材端都应力集中引起的。本文在线弹性理论的基础上，提出了采用GFRP片材抗弯加固混凝土梁在任意线性荷载作用下，片材端部锚固剪应力和剥离正应力的计算公式，本文公式计算结果和有限元分析结果及试验数据基本吻合。参数分析表明，锚固剪应力和剥离正应力不但和GFRP片材的厚度、弹性模量、片材长度等因素有关，而且和粘胶层的厚度、弹性模量有关。本文公式可用于计算片材端部的最大锚固剪应力和最大剥离正应力，防止局部粘结破坏。 叁、进行了15根GFRP片材抗剪加固混凝土梁的试验研究，探讨了不同加固方式和剪跨比对抗剪承载力的影响。试验结果表明，GFRP片材的受力机理和箍筋相同，梁抗剪承载力取决于GFRP片材的有效应变。根据试验结果提出了GFRP片材有效应变的计算公式，并依据现行规范的计算模型，提出了GFRP片材加固梁抗剪承载力计算公式。 四、进行了20根GFRP片材加固混凝土方柱的轴压性能试验研究，探讨了不同加固方式、加固率、混凝土强度等级等因素对轴压承载力的影响。试验结果表明，GFRP片材可以有效地提高混凝土方柱的强度和延性，GFRP片材的侧限约束作用随片材厚度的增加而降低。本文提出一个划分柱截面有效约束区和非有效约束区的方法。根据试验结果，提出了GFRP片材约束混凝土的应力—应变关系。计算结果和试验数据基本吻合。 浙江大学申请傅士学位论文 摘 要D 五、进行了6个GFny片材加固混凝土梁柱节点在低周反复荷载作用的试D 验研究。试验结果表明GFRP片材加固节点是一个有效的加固方法，节点的抗7 剪强度和延性比加固前有较大的提高。本文提出了节点核心区水平剪力的计算D 模型，并给出了考虑混凝土、箍筋、GFRP片材共同贡献的节点抗剪承载力计算l 方法。计算结果和试验数据基本吻合。D
盛国华[2]2013年在《基于性能的FRP加固钢筋混凝土框架抗震设计研究》文中进行了进一步梳理对既有结构进行抗震加固,是减轻地震灾害、减少人民生命财产损失的有效手段。随着纤维复合材料的发展,采用纤维增强塑料(fiber-reinforced polymer, FRP)对结构构件进行抗震加固引起土木工程人员的广泛关注。然而,针对FRP加固结构而言,目前的抗震设计理论无法对不同地震作用下、不同加固预期目标给予针对性的FRP加固设计；没有评价FRP加固结构抗震性能的标准和准确评估其抗震性能的有效方法。因此,给出一套完整的、适合FRP加固结构的抗震设计理论是非常有必要的。基于性能的结构抗震设计理论是一种新概念的抗震设防理论,其核心思想是依据建筑物的重要程度,使所设计的建筑结构在遭受未来不同地震作用时具有预期的抗震能力和使用功能,该理论有系统评估普通混凝土结构抗震性能的方法,能够准确评估结构的整体抗震性能。本文将基于性能的结构抗震设计思想引入FRP加固设计中,针对FRP加固钢筋混凝土框架开展了相关研究。本文主要内容及结论有以下几个方面：(1)从适用性、经济可修性、安全性叁个方面划分了FRP加固柱、梁构件的性能水平。选取位移角作为性能指标,将显着影响位移角的属性因素引入到位移角的量化当中,给出基于性能的FRP加固构件性能水平的指标限值。在节点满足构造要求的情况下,依据FRP加固混凝土构件柱、梁的性能水平,将FRP加固钢筋混凝土框架的性能水平划分为五个等级：正常使用、暂时使用、修复使用、生命安全及防止倒塌。(2)给出适用于FRP混凝土加固构件的塑性铰模型。依据塑性铰的转角变形能力划分其性能水平等级并给出相关表格。通过算例验证了FRP混凝土加固构件塑性铰模型应用于Etabs的可行性。算例结果表明,基于本文给出的塑性铰模型所得到基底剪力、极限变形能力(顶点位移)比采用Etabs默认塑性铰模型均有所提高。相同地震作用下采用本文给出的塑性铰模型所得到的顶点位移和层间位移比默认塑性铰模型均有所减小。(3)给出FRP加固混凝土柱、梁截面屈服前、后刚度以及FRP节点剪切刚度求解公式。依据现有试验结果验证了截面刚度公式的准确性。给出层间侧向刚度与梁、柱、节点刚度的关系式。将目标层间侧向刚度概念引入直接基于位移结构抗震设计中,利用层间侧向刚度计算FRP加固量,可以定量地解决FRP加固混凝土构件的加固量问题。(4)针对FRP加固混凝土框架结构,提出了一种基于能力谱法考虑FRP加固混凝土构件耗能增量的抗震性能评估方法。该方法以FRP构件耗能增量对结构整体等效阻尼比的影响为依据,修正了FRP加固混凝土框架的等效阻尼比。基于该等效阻尼比,能够更加真实的反映FRP加固混凝土框架结构的抗震性能。
彭亚萍[3]2005年在《FRP加固混凝土框架结构梁、柱和节点的性能研究》文中研究指明FRP(Fiber Reinforced Plastics)即纤维增强复合材料加固混凝土结构是近十年来在国内出现和发展起来的一种新型加固技术,是近年来科学研究和工程应用的热点。本文从2002年开始,对各类FRP加固混凝土框架结构的性能进行了比较全面的试验研究和理论分析,共进行梁、柱、节点共28个构件的试验研究,研究内容主要有以下叁方面:1)基于12根梁的试验结果,研究了CFRP、HFRP加固不同配筋率的钢筋混凝土梁正截面和斜截面的受力性能,分析结果表明:FRP加固梁的极限承载能力和变形能力都有了显着的提高;HFRP的加固效率明显高于CFRP;加固梁的正截面应变符合平截面假定;在保证粘结强度和良好锚固的前提下FRP抗弯加固梁有两种典型破坏形态;FRP抗剪加固梁的效果主要依赖于纤维的有效应变;并提出了FRP加固混凝土梁的受弯、受剪承载力计算方法。并通过实际加固工程的成功设计和实荷堆载检测验证了该研究成果的可行性。2)通过CFRP、高强GFRP、HFRP加固不同强度等级的12个混凝土轴压柱的试验,研究了纤维品种、混凝土强度等级对轴压柱承载能力和延性的影响规律,分析结果表明:在体积加固率相同的前提下,CFRP加固柱的承载力提高幅度最大,GFRP加固柱的延性改善明显,HFRP在保持加固柱有较高承载力的前提下表现出了较好的延性,综合效益最好;随混凝土强度等级的提高,FRP约束混凝土轴压柱的承载力和延性提高的幅度均呈下降的趋势。并分析了FRP加固轴压柱的约束机理和应力应变模型,建立了条带式FRP约束混凝土轴压方柱的承载力计算模型,计算值与试验值符合良好。3)通过四个混凝土梁柱T形边节点的抗震性能试验,研究了高强GFRP、HFRP对节点承载能力、延性、耗能能力和承载力降低特性、刚度退化特性等抗震性能的影响规律,分析结果表明:两种FRP加固节点均可以取得满意的抗震性能,在节点核心区采用±45o方向粘贴纤维可以显着提高构件的延性和耗能能力。在试验的基础上提出了FRP加固节点受剪承载力的计算公式,并基于分析给出了相关计算参数的工程设计建议取值,并对加固方式、纤维品种、纤维粘贴角度等主要因素对节点抗剪承载能力的影响机理进行了分析,分析结果表明:在节点核心区和梁柱端头粘贴纤维可以有效的提高节点的受剪承载能力;加固方式直接影响节点受剪承载能力的大小。
刘元展[4]2006年在《玻璃纤维片材（GFRP）增强混凝土圆柱耐久性的试验研究》文中认为纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)作为一种新型建筑加固材料，具有高的强度重量比、膨胀系数低(其中玻璃纤维的膨胀系数与混凝土的相同)、各向异性、轻质、耐腐蚀、无磁性以及良好的抗疲劳性能和高的耐久性能，已受到土木工程领域的广泛关注。目前，在美国、日本等发达国家，有关FRP的应用已经基本成熟，我国于二十世纪九十年代末开始FRP的研究，其中外部粘贴FRP片材增强混凝土结构技术成为研究的重点。本文结合“国家重大基础研究前期研究专项—恶劣环境下纤维增强混凝土构件耐久性研究”课题，针对目前GFRP片材加固混凝土结构耐久性能研究较少的不足，进行了下面几个方面的研究工作。 1．通过碳化、干湿循环特定条件下玻璃纤维增强塑料(GFRP)片材的拉伸性能试验，研究碳化、干湿循环对GFRP片材抗拉强度、弹性模量和延伸率的影响。研究表明，特定条件下玻璃纤维增强塑料片材的拉伸性能与粘结剂类型、碳化时间、循环次数是有关系的。 2．通过GFRP片材与混凝土间的双面拉剪试验，研究了碳化、干湿循环特定环境对GFRP片材与混凝土剪切粘结性能的影响。研究表明，两种侵蚀环境对GFRP片材与混凝土粘结破坏的破坏特征有很大的影响，并引起破坏形态的改变。 3．通过GFRP片材与混凝土正拉粘结试验，研究了碳化、干湿循环环境对GFRP与混凝土间正拉粘结性能的影响。研究表明，碳化和干湿循环两种环境引起了GFRP与混凝土间正拉粘结强度的显着下降和破坏形态的改变。 4．通过对40根GFRP片材增强混凝土圆柱在碳化和干湿循环两种侵蚀环境下的轴压性能的试验研究，分析了干湿循环次数和碳化时间对GFRP增强柱轴压性能的影响，提出了考虑碳化和干湿循环影响的GFRP片材增强混凝土圆柱轴压强度计算公式。
李玉洁[5]2016年在《喷射GFRP加固钢筋混凝土框架节点的受力性能分析》文中认为节点是钢筋混凝土框架结构的重要组成部分,同时也是传力枢纽,节点的破坏将会导致结构整体倒塌而带来严重危害,这已经为历来的地震灾害所证实。近年来纤维材料因其具有轻质、高强、耐腐蚀等诸多优点,在混凝土结构的抗震加固方面得到广泛应用。其用于粘贴加固梁、柱、板的有效性已得到广泛认可,但粘贴加固节点时,由于节点表面形态和受力都较为复杂,因此存在加工施工复杂、加固效果较差等问题。喷射GFRP加固技术施工简便、粘结效果好,特别适用于节点这种梁柱纵横交错的表面形态,可以对节点形成良好的整体约束层,但该技术应用于节点加固的研究仍处于初始阶段。因此,本文开展喷射GFRP加固框架节点的受力性能研究,为推动该技术在节点加固中的应用提供依据。本文首先对已有试验的纤维材料加固中间层中节点进行了数值模拟分析,并对纤维材料加固节点的有效性进行探讨;在此基础上,分别建立了7个十字型节点和7个T型节点,并对喷射GFRP加固不同类型节点的受力性能及影响因素进行分析;最后提出了喷射GFRP加固节点的受剪承载力计算公式。主要工作和研究成果如下:(1)对FRP粘贴加固中间层中节点试验拟静力试验进行了数值模拟分析,探讨了加固节点的破坏形态和承载能力。通过试验数据与有限元模拟数据对比,验证了本文所建模型可以较好的反映实际构件的受力特性。(2)通过喷射GFRP加固不同类型节点的有限元数值分析结果,比较分析了喷射GFRP加固长度、加固厚度、短切玻璃纤维长度以及轴压力等参数对加固节点受力性能和承载力的影响。结果表明:不同加固方式加固节点后均能有效的限制节点裂缝开展,减小节点变形,减小混凝土最大应力,提高极限承载力和极限位移。(3)对现行规范和现有的FRP加固节点的受剪承载力公式进行总结分析,通过本文的数值分析结果,提出了喷射GFRP加固节点核心区受剪承载力计算公式,并对比计算公式理论结果与有限元分析结果,结果表明两者吻合较好。(4)通过本文的数值分析和理论分析结果,总结出了喷射GFRP加固节点的受力性能影响因素,并提出了相应的构造措施。
任慧韬[6]2003年在《纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究》文中提出纤维增强复合材料(简称FRP)是一种新型建筑材料，因为其具有强度高、质量轻、易于剪裁施工等优点，在混凝土结构的补强加固领域尤其受到推崇。目前这种新型材料的应用体系在日本、美国已经较为成熟。我国于二十世纪九十年代后期开展FRP的研究应用工作，其中外部粘贴FRP片材加固混凝土结构技术是目前研究的重点和热点。作者结合辽宁省交通厅重点课题“桥梁加固改造新工艺、新技术研究”，针对目前关于FRP加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究较少的特点，进行了下面几个方面的研究工作。 1．进行了碳纤维片材和玻璃纤维片材的拉伸性能试验研究。设计了加载装置和测量应变装置，测试6种不同纤维片材和粘结剂组合的抗拉强度、弹性模量、极限应变，并分析不同粘结剂对纤维片材拉伸性能的影响，最后对纤维片材拉伸试验的标准化问题进行了简单的探讨。 2．通过123个混凝土试件与CFRP、GFRP片材的抗剪粘结强度试验结果，分析FRP片材与混凝土发生剪切粘结破坏的全过程以及破坏特征，讨论了粘结力与粘结滑移的关系。同时研究了FRP片材与混凝土粘结面上应力分布特点，并根据试验结果以及前人得到的相关结论，给出了当粘结长度大于有效粘结长度的极限粘结力计算公式，并对计算结果和试验结果以及其他公式计算结果进行比较。 3．根据GFRP片材加固混凝土结构在施工中常涉及到的一些相关因素，如混凝土基层表面处理情况、所选用的粘结剂类型、涂抹粘结剂的厚度、加固的方式以及养护状况，进行了33个混凝土试件与GFRP片材的剪切粘结试验，并进行了采用GFRP片材加固的15根混凝土梁的抗弯试验，分析了与施工性能相关的因素对GFRP片材加固混凝土结构效果的影响。 4．试验研究了工程中常用的碳纤维片材和玻璃纤维片材在水环境、湿热环境、冻融环境、碱化环境下的抗拉强度、弹性模量、极限变形的变化，简单分析各种环境对复合材料性能影响的原因。 5．对于冻融循环对多层纤维增强复合材料之间粘结性能的影响、FRP片材与受到冻害混凝土的粘结性能问题、冻融循环对FRP片材加固混凝土结构整体性能影响问题和湿热环境对FRP片材与混凝土粘结性能的影响问题进行了试验研究。分析了湿热环境、冻融循环对于FRP材料加固混凝土结构的综合影响。 6．试验研究了碳纤维片材的徐变性能，并分析徐变随时间的变化规律，给出拟合的徐变—时间曲线。研究了卸载后碳纤维片材的强度、模量变化情况，分析了徐变性能对加固综合效果的影响以及对预张拉粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的影响。
王代玉[7]2012年在《FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构抗震性能试验与分析》文中研究表明近年来发生的历次地震中，均有大量的钢筋混凝土框架结构由于缺乏足够的延性和耗能能力而产生严重破坏甚至倒塌。这些框架结构大多采用1970年以前的旧规范进行设计，仅考虑了竖向荷载而未进行抗震设计，或由于抗震设计规范的修订而不能满足现行抗震设计规范，此类框架结构即是本文所研究的非延性钢筋混凝土框架。目前我国抗震设防地区存在大量的此类框架结构，其在未来高水准地震作用下存在较高的严重破坏和倒塌风险,因此急需进行抗震加固。近二十年来，纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)由于其轻质、高强和便于施工的优点，已在混凝土结构的抗震加固领域得到广泛应用。对比日益增多的工程应用，FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究则明显滞后，各国规范基本未有针对结构层面的抗震加固设计方法，即还未解决针FRP加固钢筋混凝土框架结构的合理加固方案及量化设计的两个关键问题。因此，进行FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构的抗震性能的研究，对避免大量非延性框架结构在未来地震作用下发生严重破坏、实现“大震不倒”的抗震设防目标具有重要的理论意义和工程应用价值，为我国建筑抗震设计规范和混凝土结构加固规范的进一步修订奠定基础和提供技术支持。针对目前FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构抗震性能研究的不足，本文以材料层面的FRP约束混凝土应力-应变关系研究为切入点，以构件层面的FRP加固钢筋混凝土框架柱抗震性能研究为基础，进行了结构层面的FRP加固钢筋混凝土框架结构整体抗震性能研究，提出了FRP抗震加固非延性钢筋混凝土框架结构的概念设计原则，即解决了合理加固方案的问题，初步实现了基于位移的非延性钢筋混凝土框架结构的FRP抗震加固设计方法，即初步解决了FRP加固用量的问题。主要研究内容如下：(1)在材料层面，开展了FRP约束钢筋混凝土圆柱和方柱的单调受压及反复受压试验，考察了截面形状和尺寸、内部纵筋和箍筋、FRP包裹层数及预设损伤对单轴受压性能的影响规律；基于单调受压试验结果，建立了考虑尺寸效应及FRP和箍筋混合约束作用的单调受压应力-应变关系模型；基于反复受压试验结果，建立了考虑钢筋影响的FRP约束混凝土残余应变和加卸载曲线模型；将建立的单调受压应力-应变模型与加卸载曲线模型结合，建立了具有较高精度的FRP约束钢筋混凝土反复受压应力-应变关系滞回模型；在此基础上，自主开发了用于构件和结构抗震性能分析的基于OpenSees(Open System for EarthquakeEngineering Simulation)分析平台的FRP约束混凝土材料模块；(2)在构件层面，进行了FRP加固足尺钢筋混凝土圆柱和方柱的伪静力试验，探讨了FRP包裹层数、轴压比、截面尺寸和形状对加固柱荷载-位移滞回性能的影响，采用刚度、强度、延性和能量耗散等指标对加固前后柱的抗震性能进行了评价，并基于试验结果，建立了FRP加固钢筋混凝土柱的卸载刚度和有效刚度模型；采用OpenSees软件，基于自主开发的FRP约束混凝土材料模块，实现了FRP加固钢筋混凝土柱荷载-位移滞回抗震性能的精细化数值模拟分析；基于经过验证的FRP加固钢筋混凝土柱有限元建模和分析方法，进行了考虑截面形状和尺寸、轴压比、剪跨比、混凝土强度、FRP包裹层数和配筋率影响的Pushover参数分析，建立了可以用于设计和宏观有限元分析的FRP加固钢筋混凝土圆柱和方柱的荷载-位移恢复力滞回模型；(3)在结构层面，进行了未加固和CFRP加固后的2个四层两跨大比例钢筋混凝土框架结构的振动台试验，基于试验结果考察了加固前后结构的破坏形态、地震响应及抗震性能的变化，探讨了在不同水准地震作用下结构从损伤开始到最终破坏的损伤演化规律；采用OpenSees有限元软件，实现了FRP加固钢筋混凝土框架结构振动台试验的有限元模拟分析，验证了整体结构有限元建模方法的正确性和分析结果精确性；在此基础上，进行了不同高度非延性钢筋混凝土框架结构采用FRP加固前后的弹塑性静力Pushover分析和动力时程反应分析，提出了抗震加固概念设计原则；以加固柱的极限位移角为目标位移，基于建立的加固柱荷载-位移恢复力模型并结合概念设计原则，初步实现了非延性钢筋混凝土框架结构的FRP抗震加固设计方法。
甘贤军[8]2004年在《GFRP加固钢筋混凝土梁（受弯构件）试验研究》文中指出本文简要总结了钢筋混凝土结构传统加固方法的优缺点,分析了FRP加固钢筋混凝土结构的发展历史和研究现状。在课题组前期理论和试验研究的基础上,本文基于断裂力学基本原理分析了FRP加固钢筋混凝土梁的叁个力学机理,应用有限元方法分析了裂纹尖端应力强度因子与裂纹封闭长度的关系,指出粘贴FRP并且封闭裂纹可以降低裂尖应力强度因子,延缓裂纹的扩展,并得出裂纹封闭存在一最佳长度,无需全部封闭的结论;同时对界面的剪应力和法向拉应力分布规律进行了研究,研究表明,裂缝和材料的弹性模量对界面的应力分布有很大的影响,采用与混凝土弹性模量接近的纤维增强塑料并对已有的裂缝灌浆处理可以有效改善界面应力的大小。为验证理论分析的正确性,本文开展了尺寸为6.5×0.6×0.25(m)和2.0×0.16×0.1(m)钢筋混凝土梁的重复荷载和单调荷载作用下的GFRP加固试验研究,试验结果表明加固梁的刚度、承载力、延性等有很大的提高,其结果与本文理论分析有较好的一致性。本文简要分析了主筋形式对加固效果的影响,指出变形钢筋会导致界面提前破坏;在试验和力学分析的基础上,本文建立了GFRP加固钢筋混凝土梁正截面极限承载力和挠度计算公式,计算值与实测值吻合较好。
王兴国[9]2007年在《预应力纤维片材加固混凝土梁抗弯性能研究》文中提出由于很多人为的或自然的因素，大量桥梁、房屋等土木工程结构急需加固和修复。外贴轻质、高强、耐腐蚀的纤维增强聚合物(FRP)片材加固技术应用渐广，但该技术对结构正常使用阶段性能改善有限，且片材强度利用率较低。在教育部博士点基金(20050533042)和铁道部科技研究开发计划(2002G043)资助下，本文结合纤维加固技术和体外预应力技术的优点，采用预张纤维片材对钢筋混凝土梁进行加固，开展了相关的试验研究和理论分析。主要内容和成果如下：1、对外贴预应力玻璃纤维(GFRP)板加固混凝土梁进行了试验研究，探讨了预应力水平和混凝土强度等参数对加固梁弯曲性能的影响；推导了预应力放张时GFRP板中正应力、胶层剪应力、跨中片材有效预应力以及混凝土梁反拱等计算表达式；对加固梁开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩进行了分析；上述公式的计算值与试验结果符合良好。2、针对外贴预应力片材加固易发生剥离破坏的缺点，采用端部带机械锚固的预应力碳纤维(CFRP)板对铁路桥梁大比例等效模型进行加固，重点考察了片材有、无粘结和梁上有、无初始荷载等因素对预应力加固梁性能的影响。试验结果表明，预应力片材加固可显着提高混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载；负载下无粘结预应力加固梁的位移延性略低于相同初载下有粘结预应力加固梁的延性；对于无粘结预应力加固梁而言，无初载的预应力加固梁的位移延性要略优于负载时预应力加固梁。3、对预应力加固梁受荷全过程进行了非线性分析，编制了相应的计算程序，其结果与试验实测值和通用软件叁维有限元分析结果吻合良好。通过数值分析考察了预应力水平、片材截面面积、加固梁混凝土强度、配筋率及既有荷载等参数对加固效果的影响。结果表明，梁内原有钢筋截面面积对体外预应力梁的受力性能影响最为显着，原配筋率越大(在适筋范围内)，梁的极限承载力越高，但加固效果越不明显；对体外预应力加固梁来讲，保持其它参数不变，增加片材的张拉应力或片材截面面积，梁的破坏荷载均有明显增大。4、对预应力片材加固梁的预应力损失进行了探讨，测试了短期预应力损失，给出了各项损失的估算方法。5、推导了有粘结预应力片材加固负载梁承载力计算公式；分别基于粘结折减系数和等效变形区长度的概念，对无粘结钢筋混凝土梁的有关公式进行修正，给出了体外预应力片材局部加固梁中预应力片材应力增量计算式；提出了不同破坏形态下体外预应力片材局部加固梁的正截面承载力计算公式，并进一步对体外无粘结预应力片材局部加固梁的设计方法进行了研究，提出了锚具至支座的最大距离表达式，以确保破坏发生在加固区。6、正常使用状态下，考虑体外无粘结预应力片材的二次效应，推导了体外预应力局部加固混凝土受弯构件的挠度计算公式；根据等效变形区长度，给出了体外预应力片材加固梁最大裂缝宽度的计算公式。7、采用体外预应力片材对铁路京广线与石长线交汇处的晓峰桥进行了加固，取得满意效果，表明该技术可在不中断交通的情况下用于干线桥梁的快速加固。
王占桥[10]2007年在《纤维增强与加固混凝土断裂与粘结性能》文中研究表明纤维混凝土(Fiber Reinforced Concrete，FRC)是在混凝土基体中均匀掺入乱向分布的短细纤维所形成的具有较高韧性的复合材料。随着FRC材料的广泛应用，改进纤维混凝土结构的设计方法，建立合理的FRC断裂判据成为广大科学工作者关注的问题。由于纤维混凝土体系的复杂性，国内外在纤维混凝土断裂性能方面的研究还不很系统，得到的结论差别较大，尤其是随着混杂纤维混凝土影响因素的增加，混杂纤维混凝土断裂性能的研究还没有一致的结论。纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer，FRP)复合材料由于其优异的性能，使FRP加固混凝土结构的研究和工程应用在近年来得到了迅速发展。众多的工程实践和试验研究表明，FRP与混凝土的剥离是FRP加固混凝土结构破坏的主要形态之一，是决定加固成功与否和制约预期加固成效的关键因素。目前，关于FRP与混凝土粘结性能的研究方法大多是采用单剪或双剪试验。这些试验方法虽然可以在一定程度上反映FRP与混凝土的粘结特性，但与实际的FRP加固混凝土结构中FRP受力状况并不一致。在混凝土基体中加入少量的纤维改善混凝土自身的特性，在本质上表现为提高了混凝土基体抵抗裂纹扩展的能力，从而可以改善其与FRP之间的粘结性能。但是这种改善作用如何评价?如何建立与FRP和混凝土粘结强度计算衔接的FRP和SFRC粘结强度的计算模式?目前还没有试验研究。本文基于断裂力学基本理论，研究了钢纤维增强混凝土(steel fiber reinforced concrete，SFRC)、钢纤维增强高强混凝土(steel fiber reinforced high-strength concrete，SFHSC)、聚丙烯纤维增强高强混凝土(polypropylene fiber reinforced high-strength concrete，PPHSC)和钢纤维—聚丙烯纤维混杂增强高强混凝土(hybrid steel and polypropylene fiber reinforced high-strength concrete，HFHSC)的断裂性能。并利用切口叁点弯曲梁粘贴FRP修正梁试验方法研究了FRP片材与混凝土以及与SFRC的粘结性能。主要研究内容如下：1．通过13组共72个尺寸为100mm×100mm×515mm切口梁试件的叁点弯曲试验，研究了钢纤维体积率(ρ_f)和钢纤维类型对SFRC断裂韧度(K_(IC))、断裂能(G_F)、临界裂缝张开位移(CMOD_C、CTOD_C)和转动因子r等的影响。结果表明：钢纤维的加入可以显着改善混凝土基体的断裂性能，且随着ρ_f的增加，SFRC断裂性能均有不同程度的提高；与铣削型和剪切波纹型钢纤维相比，切断弓型钢纤维可以极大地改善SFRC的断裂性能。SFRC及其对比组混凝十叁点弯曲梁试件的裂缝开展是围绕某一点转动，当CMOD达到某一定值后，CTOD／CMOD趋于一定值，转动因子r趋于稳定，且随着ρ_f的增加，r有减小的趋势；钢纤维类型对r影响不显着。混凝土的r值为1.001，SFRC的r值为1.1234。基于对试验数据的统计分析，建立了与普通混凝土断裂参数计算相衔接的SFRC断裂参数计算模式和修正的SFRC断裂参数计算模式。2．通过26组共144个尺寸为100mm×100mm×515mm切口梁试件的叁点弯曲试验，研究了ρ_f、切口深度和钢纤维类型等对SFHSC的断裂韧度、断裂能、临界裂缝张开位移和转动因子等的影响，探讨了混凝土基体强度和试验方法对上述断裂参数的影响。结果表明：在高强混凝土(high-strength concrete，HSC)中加入钢纤维可以极大地改善HSC的断裂性能，且随着ρ_f的增加，SFHSC断裂性能有较大幅度的提高，尤其断裂能的提高最为显着；切口深度变化对SFHSC及其对比组HSC的K_(IC)和G_F影响没有共同特征；切断弓型钢纤维与铣削型和剪切波纹型钢纤维相比，可以极大地改善SFHSC的断裂性能；不同混凝土基体强度影响钢纤维效应的发挥，试验方法对试验结果的影响不显着；对应于某一切口深度，铣削型SFHSC的转动因子值趋于一定值，且r与ρ_f之间没有相关性，但随切口深度的增加略有增加；在试验ρ_f范围内，铣削型SFHSC的r为0.5013。基于试验数据的统计分析，建立了与普通混凝土断裂参数计算相衔接的适用于不同强度的钢纤维增强混凝土断裂参数的计算模式和改进的计算模式；计算结果表明：改进的计算模式可以偏安全地通过混凝土断裂参数预测钢纤维增强混凝土的断裂参数。3．通过8组共44个尺寸为100mm×100mm×515mm切口梁试件的叁点弯曲试验，研究了聚丙烯纤维掺量(W_f)对PPHSC断裂韧度、断裂能和临界裂缝张开位移影响。试验结果表明：在试验聚丙烯纤维掺量范围内，聚丙烯纤维的加入对HSC断裂韧度影响不显着，可以有限提高HSC的断裂能，但是对裂缝张开位移的改善作用有限。PPHSC的K_(IC)及其增益比与W_f之间没有相关性，但随着W_f的增加，G_F及其增益比均表现了良好的增加趋势，PPHSC的CMOD_C和CTOD_C呈下降趋势，CMOD_C和CTOD_C增益比与W_f之间没有相关性；试验方法对PPHSC断裂参数有不同程度的影响，尤其对G_F的影响最为显着。聚丙烯纤维主要改善高强混凝土裂后行为。最后基于试验数据的统计分析，建立了PPHSC断裂参数的计算模式。4．通过10组共55个尺寸为100mm×100mm×515mm切口梁试件的叁点弯曲试验，研究了钢纤维和聚丙烯纤维混杂增强高强混凝土的断裂特性和钢纤维与聚丙烯纤维的纤维混杂效应。试验结果表明：在试验钢纤维和PP纤维混杂条件下，HFHSC的K_(IC)及其增益比变化与W_f没有相关性，但随着W_f的增加，HFHSC的G_F、CMOD_C利CTOD_C及其增益比均表现了良好的增加趋势；HFHSC断裂参数随ρ_f的增加都表现出良好的增加趋势；钢—PP纤维整体上表现了较好的正混杂效应，尤以断裂能混杂效应最为显着；钢纤维在HFHSC断裂性能改善方面起主导作用，聚丙烯纤维在改善HFHSC断裂性能方面有局限性。5．通过18组共90个尺寸为100mm×100mm×515mm的FRP片材加固切口叁点弯曲切口混凝土梁的粘结试验，研究了碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)片材粘结厚度、粘结长度和混凝土强度等级等对加固梁峰值荷载、峰值挠度及CFRP与混凝土粘结性能、有效粘结长度和FRP粘结应力分布的影响，分析了玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer，GFRP)粘结厚度对加同梁峰值荷载和GFRP与混凝土粘结性能及粘结应力分布等的影响，同时，并利用CFRP和GFRP片材的混杂，研究了混杂片材(hybrid fiber reinforced polymer，HFRP)与混凝土之间的粘结性能。试验结果表明：随着FRP粘结厚度的增加，加固梁的峰值荷载有不同程度的提高；加固梁挠度与FRP的材性密切相关，随着CFRP厚度的增加，加固梁挠度呈减小的趋势，但GFRP粘结厚度的增加可以不同程度提高加固梁挠度；FRP片材刚度、粘结宽度和粘结长度等影响FRP与混凝土之间极限粘结力，其增强效应与FRP厚度为非线性关系；混凝土强度等级对CFRP与混凝土粘结性能影响不显着；有效粘结长度与FRP刚度有关，CFRP粘结长度超过有效粘结长度后，其与混凝土的粘结性能不再提高。基于试验结果的统计分析，提出了适用性较强的FRP片材与混凝土有效粘结长度和极限粘结力的计算公式，并结合前人试验成果对本文计算公式进行了验证，计算结果与试验结果一致性较好。6．通过16组共80个尺寸为100mm×100mm×515mm的CFRP片材加固SFRC切口叁点弯曲梁和对比组混凝土切口叁点弯曲梁的粘结试验，研究了ρ_f、CFRP粘结长度等对CFRP与SFRC粘结性能的影响。试验结果表明：钢纤维的加入可以在一定程度上改善混凝土基体与CFRP的粘结性能，且随着ρ_f的增加，加固SFRC梁承载能力和峰值荷载均表现了良好的增加趋势，CFRP与SFRC的极限粘结力和CFRP的粘结应力也有不同程度的提高；SFRC与CFRP之间也存在有效粘结长度的影响，当粘结长度超过有效粘结长度后，CFRP与SFRC之间的粘结性能不再提高。钢纤维的加入可以提高CFRP与钢纤维混凝土的有效粘结长度，且随着ρ_f的增加，有效粘结长度也随之增加。钢纤维的加入改善了CFRP的应力分布。通过对试验数据的分析，分别建立了与普通混凝土相衔接的CFRP与SFRC有效粘结长度以及极限粘结力的计算公式，计算结果与试验结果一致性较好。
参考文献：
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[8]. GFRP加固钢筋混凝土梁（受弯构件）试验研究[D]. 甘贤军. 重庆交通学院. 2004
[9]. 预应力纤维片材加固混凝土梁抗弯性能研究[D]. 王兴国. 中南大学. 2007
[10]. 纤维增强与加固混凝土断裂与粘结性能[D]. 王占桥. 郑州大学. 2007
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