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关于碳纤维布的研究课题——悍马加固材料

文章出处:人气:-发表时间:2019-11-21 13:26【

关于碳纤维布的研究课题:初步研究了在混凝土试件受力面用环氧树脂胶粘贴单向碳纤维布(CFS)对混凝土受弯试件的加固和修复作用.结果表明:在混凝土表面粘贴1~3层碳纤维布,可使混凝土试件的断裂荷载提高1~2.5倍;碳纤维布对有缺陷的混凝土试件有明显的修复和加固作用.


通过 1 1根钢筋混凝土柱 (其中 6根用碳纤维布加固 )在低周反复荷载作用下的试验研究 ,比较分析了用碳纤维布 (CFS)加固前后混凝土柱的破坏形态、极限承载力、滞回曲线和延性系数等。结果表明 ,CFS加固钢筋混凝土柱可以提高柱受剪承载力和延性 ,使其抗震性能得到显著改善 ;CFS加固效果与柱的轴压比和配箍率、CFS粘贴方式和层数等因素有关


结合碳纤维布(CFS)力学性能及CFS加固钢筋砼(RC)构件的实际,给出其正截面受弯承载力设计计算公式及具体实用步骤,并结合试验数据给出了具体算例.


介绍了8根碳纤维布(CFS)约束的混凝土柱和1根混凝土柱在竖向力和往复水平力作用下的试验。研究缠绕CFS的混凝土 柱的屈服后变形能力。结果表明,缠绕CFS,可以使混凝土柱具有良好的屈服后变形能力;增大纤维特征值能增大变形能 力;为了达到同样大的变形能力,轴压比大的混凝土柱的纤维特征值应比轴压比小的混凝土柱大;但纤维特征值大于一定值 后,增大纤维特征值对提高混凝土柱屈服后变形能力的作用不大,轴压比对CFS约束混凝土柱的变形能力的影响也不大。


用分级加曲率、逐步数值积分的方法计算缠绕碳纤维布(CFS)的混凝土柱的截面弯矩—曲率(M-f)关系曲线及其在轴压力和水平力共同作用下的水平力-柱顶位移(P-δ)曲线;编制了CFS约束混凝土柱在轴压力和水平力共同作用下的非线性全过程分析程序。电算得到的8根CFS约束混凝土柱和1根普通混凝土柱的P-δ曲线与试验结果吻合较好。通过非线性分析,研究了CFS约束程度、轴压比对CFS约束混凝土柱屈服后变形能力的影响,分析结果与试验结果在概念上一致。


利用碳纤维布(CFS)对一个9层钢筋混凝土框架的底层柱进行了加固,运用有限元程序对加固前后结构的整体抗震性能进行了动力分析。分析结果表明,利用碳纤维布加固底部框架柱有助于提高框架的整体抗震性能,从而减少框架在地震作用下的最大侧移和各层间位移。


通过对粘贴碳纤维布(CFS)的实心黏土砖偏压柱及其对比柱在单调荷载作用下的试验研究,比较分析了CFS加固前后偏压柱的承载力、延性及破坏形态。试验结果表明,横向粘贴CFS能显著地改善偏压柱的延性,柱的承载力也有所提高。此外,根据试验结果的分析,提出了纵向粘贴CFS的偏压柱的正截面承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合良好。



对碳纤维布(CFS)加固复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能进行试验研究。设计制作4根矩形钢筋混凝土箱梁模型和1套抗扭试验装置,对其中3根箱梁采用不同方式的CFS加固,并对4根箱梁进行不同弯剪扭复合受力下抗扭性能的模型试验;根据试验结果对比分析加固后箱梁承载力的提高和刚度的变化,从而得出CFS的加固效果;深入研究加固后箱梁纵筋和箍筋的应力变化以及CFS的应变情况,从而得到CFS加固提高箱梁抗扭承载力的工作机理;应用变角度空间桁架模型对箱梁模型的抗扭承载力进行理论计算,并与试验结果进行比较,理论值与试验值符合较好,其比值的平均值为1.076,标准差为0.0692,变异系数为0.0643。最后得出结论,CFS加固能有效地提高弯剪扭复合受力下箱梁的抗扭承载力,利用变角度空间桁架模型能较精确地计算CFS加固的箱梁的抗扭承载力。


对碳纤维布(CFS)加固的弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能进行理论分析。文中针对4根CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能的模型试验,基于修正的斜压场理论,集中考虑剪扭应力相加面的应力分布,并将混凝土软化系数提高25%,建立CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭承载力的计算方法。通过对4根箱梁试件的极限抗扭承载力的理论计算,并将计算结果与模型试验结果进行对比和分析,发现两者符合较好,其比值的平均值为0.9215,标准差为0.0320,变异系数为0.0347;对箱梁试件的试验破坏截面与理论破坏截面位置不一致的现象给出很好的解释;并与其他计算方法所得的计算结果取得一致。最后得出结论:修正的斜压场理论模型概念明确、安全可靠,可以作为CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的极限抗扭承载力的设计计算方法。



基于平截面假定和自平衡力系条件,对碳纤维布(CFS)加固的任意形状横截面混凝土构件,建立日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程。推导CFS加固混凝土矩形墩柱在均匀变化、线性变化和指数变化温度梯度下的温度自应力解析式。与未加固混凝土矩形墩柱温度自应力解析式进行对比分析,结果表明,即使在均匀和线性变化温度梯度下,CFS加固矩形墩柱也会产生温度自应力;在指数变化温度梯度下,CFS中产生可观的温度自应力。所推导的自约束变形求解方程和温度自应力解析式具有一般性,适用于CFS加固混凝土构件和未加固混凝土构件。


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