a固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究

FRP加固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究 邓宗才 (北京工业大学建筑工程学院，北京100022) 摘 要：介绍了碳纤维布(CFRP)加固腐蚀钢筋混凝土的梁静载和疲劳试验过程。探讨了加固方式和纤维布 性能对疲劳寿命的影响。试验对象为6根、FRP加固腐蚀梁、1根腐蚀未加固梁和1根标准梁(未腐蚀未加 固)；加固方式分别是CFRP缠绕加固梁和FRP在梁底抗弯加固且缠绕纤维布；试验过程中3根梁作静载试 验，5根梁作疲劳试验。试验结果表明：FRP加固腐蚀梁的静载极限承载力比标准梁提高37％～38％；加固 腐蚀梁的疲劳寿命是未加固梁的2～6倍，但低于标准梁。 关键词：混凝土梁；碳纤维布(CFRP)；纤维复合材料；腐蚀；疲劳；加固 中图分类号：TU746．3；TU375．1文献标识码：A文章编号：1672—3953(2008)01—0022—05 氯离子诱发钢筋腐蚀是全世界土木工程界面临 的严重问题。正常情况下在优质混凝土中会形成高 含碱的环境，在钢筋表面形成一层钝化的保护膜。然 而，钢筋一旦受到氯离子侵蚀，这层保护膜会受到削 弱甚至破坏，导致钢筋腐蚀。铁锈的体积是钢筋的4 ～6倍，混凝土构件表面形成纵向顺筋裂缝，随着腐 蚀的不断加剧混凝土保护层逐渐剥落。此外，腐蚀钢 筋与混凝土的界面粘结强度降低、钢筋截面积的减小 将进一步降低混凝土结构的力学性能和耐久性。 另外一个影响混凝土结构寿命的重要因素是疲 劳荷载。像桥梁和海洋平台等受到疲劳荷载作用的 结构，其使用寿命远低于预期寿命。当疲劳荷载与 腐蚀同时作用时，结构的强度、刚度和寿命的损失会 明显增大。腐蚀与疲劳耦合作用引起的破坏比疲劳 或腐蚀单独作用时引起破坏的总合要大得多。因 此，工程师面临着科学评估腐蚀受损伤结构寿命及 选用合理加固方式的问题。 FRP是加固钢筋混凝土结构的首选材料，其优 点包括：高的强度重量比，高耐久性，方便施工，抗疲 劳性能优越。有许多人研究了FRP加固未腐蚀混 凝土梁的静载性能口。1⋯，由于疲劳试验费用昂贵，目 前关于FRP加固腐蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的研 究报道很少。2005年，作者研究了芳纶纤维布 (AFRP)加固钢筋混凝土梁的疲劳性能u1。研究表 收稿日期：2007—10—18 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50678011)；北京市自然 科学基金项目(8082002) 作者简介：邓宗才(1961一)，男，教授，博士生导师，主要从事结 构加固技术的研究dengzc@bjut．edutcn 明：AFRP加固混凝土梁，使其寿命明显延长。文献 [2]详细报道了关于碳纤维片材加固腐蚀钢筋混凝 土梁的静载和疲劳性能的研究成果，为加固维修已 腐蚀受损伤桥梁等结构提供了试验数据，具有重要 的参考价值。 1 试件与材料性能 混凝土28d抗压强度平均值为30MPa， CFRP布的力学指标见表1。表中列出了纤维布的 力学指标及纤维与树脂复合材料的性能。Forca— tow纤维复合材料的厚度为0．6～1mm，sika—wrap 纤维复合材料厚度为1mm。 表1 碳纤维复合片材的力学性能 碳纤维布 纤维与树脂复合片材 类型 极限强度弹性模量每米宽极限轴向刚度 ／MPa ／GPa 拉力／kN／(MN·m_1) 表1可见：sikaFRP复合材料的强度和刚度是 Forca—tow复合材料的2．5和2．9倍。 8根钢筋混凝土梁，矩形截面尺寸为120mm× 175mm，长度为2000mm，纵筋用两根⑦10mm的 II级钢筋，屈服强度为400MPa；架立筋为两根⑦6 mm光面钢筋，箍筋问距为80mm。⑦6mm的不锈 钢筋，放在粱靠底处，即梁高的1／3处，距梁底65 mm，作为阴极。箍筋的混凝土保护层厚度为20 mm。7根腐蚀梁，1根标准梁(未腐蚀未加固)。图 1为梁尺寸与加固细节。 为加速钢筋生锈，在梁纯弯段混凝土中加入了 3％水泥重量的盐。 国防交通工程与技术 囵2008第l期 万方数据 ·研究与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 · FRP加固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究邓宗才 一 Lnl 一6-：I横截面 H80r206叠骘I望廷雪卫蛩三匹Ⅱ四垦阴极霞—飞面—菰殛盈瓤二 2 FRP加固方式 用FRP加固6根梁，两种纤维布，第一种纤维 布是日本的Forca—tow纤维布，第二种布是加拿大 生产的sika—wrapHex一103c纤维布。每种布有工和 Ⅱ型两种加固方式，I型为U型加固，II型为抗弯加 固，具体加固方式见图2。 加固方式(II) 图2 CFRP加固方式示意图(单位：mm) 第一种U型加固方式：纤维布方向垂直于梁轴 线，布包裹梁底及梁高150mm。两个宽501TIITI、长 180mm的纤维布粘贴于梁两侧靠上的部位，对U 型布起压条作用。对于U型加固用Forca-tow纤 维布加固2根梁(TIM、TIF)，用sika—wrap纤维布 加固2根梁(SIM和SIF)。 第二种抗弯加固方式：与第一种加固方式不同 的是在梁底沿梁长度方向粘贴宽度为100mm，长 度为l800mm的纤维布。用Forca—tow纤维布加 固两根梁(TIIM和TIIF)。梁的编号和加载情况见 表2。表中，试件编号的第1个字母为纤维布种类； 第2个字母为加固方式，U型加固用I表示，抗弯加 固用II表示，静载和疲劳加载分别用M和F表示。 表2 试件及加载 样本描述 名称荷载氯(占水泥质量百分比) 3 加速腐蚀过程 腐蚀电流强度为330mA，电流密度为150uA／ cm2，即用电流强度除钢筋纯弯段的表面积。用直 流电源供电，纵筋、不锈钢从梁端伸出60mm用于 连接导线。试件连于同一电源，电流强度相同。将 试件放入箱内，用干湿循环给钢筋提供水分及氧气， 共腐蚀44d。 用法拉第定律估计纵筋的锈蚀量。锈蚀量、电 流强度及通电时间关系为： 磁一墼 (1) 就P 式中，柳为质量损失；J为电流强度；t为通电时间；。 为铁的原子量(55．85)；电子计量系数行为2；F为法 拉第常数，等于96490C／tool。用此式求得纵筋的 损失量约为9％，腐蚀率接近中度腐蚀。 4 试验过程 对腐蚀及加固梁先预裂，预裂荷载为15kN，接 近使用荷载。预裂后的腐蚀加固梁是先进行加固后 腐蚀。3根梁(TIM、TIIM和SIM)进行静载试验，5 根梁(V、CU、TIF、TIIF和SIF)进行疲劳试验。疲 劳和静载试验采用四点加载，梁跨度为1800mm。 在梁顶面贴2个应变片，量测混凝土最大压应 变，位置距跨中各100mm。第1种加固方式，在距 跨中100mm的FRP布上粘应变片。第2种加固 方式，梁底CFRP布上距跨中100mm处各粘贴1 个应变片。 梁跨中安装2个LVDT位移计量测挠度，用数 据采集系统记录数据。疲劳加载的上、下限分别为 3kN和26kN，为标准梁极限荷载的10％～80％。 加载幅选用依据：接近使用荷载，上限模拟超载情 况，疲劳破坏控制在一定时间内。标准梁(V)中钢 国防交通工程与技术 囵 2008第1期 万方数据 ·研究与设计· FRP加固已腐蚀混凝土粱的抗疲劳耐久性研究邓宗才 筋应力幅为25～300MPa，这个应力幅对于所有疲 劳试验都接近。用电液伺服疲劳机进行疲劳试验， 加载频率3Hz。 5 试验结果及讨论 未加固梁中纵筋沿长度方向均匀腐蚀，梁底混凝 土表面大约有宽1mm的纵向裂缝；也发现一些由于 箍筋腐蚀引起的横向裂纹。未见保护层开裂现象。 加固梁，也发现混凝土裂纹。裂纹宽度0．2 mm，是未加固梁的20％，此宽度是规范允许的。 5．1静载试验结果 3根梁的静载破坏试验，都是混凝土钢筋屈服、 压碎，属于延性破坏。图3为3根试验梁和1根标 准梁的静载荷载一挠度曲线。由图3可见，加固梁 的开裂荷载及极限承载力均有提高，刚度比标准试 件也有所提高。 杰 琵 鄢 ：瞧 挠度f／mm 图3 TIM、TIIM、SIM和标准梁的荷载一挠度曲线 表3总结了梁的静载试验结果，包括屈服荷载、 极限承载力及混凝土的压应变值。 表3 静载试验结果 试件TIM，用Forca布加固，仅U型包裹，该梁 的极限荷载为45kN，比标准梁的32kN高出 40％。U型加固梁TIM，承载力比标准梁提高的原 因是：①由于U型约束提高了纵筋与混凝土黏结强 度，复合材料使梁抗弯承载力提高。②梁顶2条纵 向FRP压条承担部分压力，提高了梁抗弯承载力。 试件TIIM，极限承载力比标准梁提高87％，比 TIM提高33％。这是由于梁底部粘贴的纵向FRP 布具有显著的抗弯增强作用。 SIM的极限承载力为43kN，比标准梁提高 34％，与TIM梁接近(45kN)。SIM梁发生了FRP 布脱粘破坏，否则承载力还会提高。 CFRP布加固腐蚀梁，不但补偿了锈蚀使承载 力、刚度的下降，而且使梁承载力、刚度提高到比标 准梁还高的水平。 5．2 疲劳试验结果 5根梁的疲劳试验均为纵筋断裂破坏，疲劳寿 命及破坏时混凝土压应变值列于表4。 表4 疲劳寿命和混凝土压应变 5．2．1未加固梁 标准梁(V)，未加固未腐蚀，疲劳寿命为73．29 万次，这是所有梁中疲劳寿命最长的；混凝土最大压 应变为670扯￡。梁CU纵筋锈后未加固，疲劳寿命 8．7万次，约为标准梁的12％，这表明腐蚀对疲劳寿 命影响明显。梁CU混凝土压应变为1200“￡，比 标准梁高80％，这是由于钢筋与混凝土界面粘结强 度下降及钢筋截面积减少引起。 5．2．2加固梁 TIF试件用Forca—tow布，采用第1种U型加 固方式，疲劳寿命为21．7万次，约为标准试件的 30％，是腐蚀未加固梁CU的2．5倍。u型加固提 高了纵筋与混凝土间粘结强度，梁上纵向压条承受 了部分应力，提高了疲劳寿命。U型加固和梁上纵 向压条的综合效应是减少了纵筋中应力幅，提高了 疲劳寿命。梁TIF受压区混凝土最大压应变为923 肛￡，而梁CU为1200肛￡，可见纵向压条具有承担部 分压应力的作用。 试件TIIF用Forca-tow布，采用第二种抗弯加固 方式，疲劳寿命是51．7万次，是标准梁V的70％，是 腐蚀未加固梁CU的6倍。这种状况是由于用U型 箍及纵向FRP布抗弯加固，纵向布明显减少了纵筋 中疲劳应力幅。与TIF试件比较，疲劳寿命提高了 138％，是由于纵向布的抗弯增强作用。受压区混凝 土压应变为830弘￡，比试件CU和TIF都小。 国防交通工程与技术 圜 2008第1期 万方数据 ·研究与设计· FRP加固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究邓宗才 sika布加固梁SIF，疲劳寿命为32．65万次，是 标准梁的45％，是腐蚀未加固梁的3．75倍。试件 SIF疲劳寿命比TIF高50％，这是由于sika布复合 材料力学性能优于Forca-tow布复合材料。 由表4可见，FRP布加固使腐蚀梁的寿命明显 提高，但不能使腐蚀引起的疲劳寿命的损失完全消 失。所有疲劳试件的破坏都是由于钢筋的断裂，即 疲劳寿命由纵筋寿命决定，不是由于FRP布及混凝 土疲劳寿命决定，未完全发挥FRP布疲劳性能良好 的优势。腐蚀使纵筋出现明显的锈坑，增加了应力 集中的程度，对于疲劳寿命影响很大。 腐蚀梁中纵筋疲劳寿命比未腐蚀梁低，因此加 固的腐蚀梁的疲劳寿命低于标准梁。除非FRP布 粘结量足够大，明显减少腐蚀纵筋中应力幅，这样腐 蚀加固梁寿命才可能与标准梁接近。 6 结论 试验结果表明，采用CFRP加固腐蚀梁，增加 了梁的整体性，明显提高了梁的疲劳寿命和极限承 载力，主要结论有： (1)钢筋混凝土梁进行腐蚀后，梁底混凝土表面 均可见纵向顺筋裂纹。CFRP加固梁纵向裂纹宽度 仅是未加固梁的20％。 (2)对于腐蚀梁采用U型箍加固时，极限承载 力平均值是标准梁的138％。 (3)CFRP布纵向抗弯加固梁的静载抗弯承载 力约为标准梁的2倍。 (4)未加固腐蚀梁的疲劳寿命仅是标准梁的 12％，即腐蚀对疲劳寿命影响很大。 (5)用Forca—tow或sika碳纤维布作U型箍加 固时，梁的疲劳寿命分别是腐蚀未加固梁的2．50和 3．75倍。 (6)用FRP布抗弯加固梁的疲劳寿命约是U 型箍加固梁疲劳寿命的238％，可见FRP抗弯加固 对延长腐蚀桥梁等结构的疲劳寿命十分有利。 参考文献 [1]邓宗才，张鹏飞．预应力芳纶布加固混凝土梁的疲劳与 静载特性[J]．中国公路学报，2007，(5)：23—39 E23SobhyMasoud．FRPstrengthenandcorrodedRCbeams undermonotonicandfatigueloadsEJ]．JournalofCorn— positesforConstruction，2001，5(4)：228～236 [3]Alonso，C．，Andrade，C．，Castello，M．，etal，Chloride thresholdvaluestodepassivatereinforcingbarsembedded inastandardizedOPCmortar[J]．Cem．Concr．Res．。 2000，30：1047—1055 [4]InternationalASTM．Standardpracticeforpreparing， cleaning，andevaluatingcorrosiontestspecimens[M]． WestConshohocken，Pa．2002 EslBarner，R．A．，Mays，G．C．．Fatigueperformanceof concretebeamsstrengthenedwithCFRPplatesEJ]．J． Compos．Constr．，1999，3(2)：63—72 [6]Mays，G．，Tilly，G．．Longendurancefatigueperformance ofbondedstructuraljoints[J]。Int．J．Adhes．Adhes。， 1982，2(2)：109-114 [7]Heffernan，P．Fatiguebehaviorofreinforcedconcrete beamsreinforcedwithCFRPlaminatesrD]．Ontario： RoyalMilitaryCollegeofCanada，1997 [8]Heffernan，P．J．，Erki，M．A．．Fatiguebehaviorofrein— forcedconcretebeamsstrengthenedwithcarbonfiberre— inforcedplasticlaminates[J]．J．Compos．Constr．，2004， 8(2)：132—140 r9]Masoud，S．．Behaviourofcorrodedreinforcedconcrete beamsrepairedwithFRPsheetsundermonotonicandfa— tigueloads．Ontario：Univ．ofWaterloo，2002 ElO]Masoud，S．，Soudki，K．，Topper，T．．CFRP～strength— enedandcorrodedRCbeamsundermonotonicandfa— tigueloadsEJ0．J．Compos．Constr．，2001，5(4)：228— 236 ResearchintotheFlexuralFatigueDurabilityof ‘CFRP—StrengthenedCorrodedReinforcedConcreteBeams DENGZong-cai (SchoolofArchitecturalEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China) Abstract：ThestructuralbehaviorsofRCbeamsstrengthenedwithcarbon—fiber—reinforcedpolymersheets andexposedtoacorrosionenvironmentaresummarizedinthispaper．Theeffectsofdifferent(下转第43页) 国防交通工程与技术 圜 2008第1期 万方数据 ·研究与设计· 部队公路运输 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 智能评价实现技术的探讨 聂斌 回归等 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 对运输预测模型中的参数赋值，以确定 具体的评价模型实例。 2．2．4评价结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 将模型运行结果和综合评价结论送入人机交互 界面供决策者评价。如果决策者对评价结果满意则 退出系统；如果决策者对评价结果不满意，可返回检 查对运输方案的描述是否准确(包括数据部分和文 字部分)，也可对评价模型的参数进行校正，使系统 中的模型与实际问题之间的差距尽可能缩小。 3 结束语 开发部队公路运输方案综合评价系统的意义不 仅在于为制定和优化运输方案提供支持，更重要的 是将科学的决策程序及解决问题的方法，以程式化 的方式提供给各级运输决策者，辅助他们实现专业 知识与计算机信息处理优势的完美结合，以进行科 学合理的运输决策。从应用情况来看，系统在方案 描述、模型自动选择等方面仍需进一步的研究。 参考文献 E1]黄梯云。智能决策支持系统[M]．北京：电子工业出版社， 2001 [2]董树军．作战方案评估智能决策支持系统研究[J]．运筹 与管理，2002，i1(2)：lOO一105 [3]秦寿康．综合评价原理与应用EM]．北京：电子工业出版 社，2003 OnIntelligentEvaluationTechniques forMilitaryHighwayTransportationSchemes NIEBin (TeachingandResearchOfficeofTransportAffairs，Dept．ofAutomobileTransportCommand，VehicleManagementInstitute， Bengbu233011，China) Abstract：Torealizetheintelligentevaluationofmilitaryhighwaytransportschemesagainstwaristhein— evitablerequirementforthescientificdecision—makingforhighwaytransportationininformationwarfare． Bycombiningtheoriesandmethodsofsupportsystemsforintelligentdecision-makingandcomprehensive evaluationsystems，athree—levelsystemofIRMSESissetupinthepaper：thelevelofintelligentman— computerintercommunication，thelevelofevaluationandthelevelofintegrateddatabases．Atthesame time，analysesarealsomadeofitsfunction，withtheworkingmechanismofthesystemtechnicallyana— lyzedfromtheangleofbothscheme—formingandschemeevaluation，whichmayhelptOworkoutandopti— mizehighwaytransportschemes． Keywords：IRMSES；intelligentdecision—making；evaluationofschemes (上接第25页) strengtheningmethodsandperformancesofFRPstrengtheningsheetsonthefatiguelifearestudiedhere— in．Therearealtogethereightbeamsinvolvedintheexperiment，ofwhichsixareCFRP—strengthenedand corroded，oneisunstrengthenedandcorroded，andtheotherisneitherstrengthenednorcorroded．Two differentstrengtheningschemesareapplied：thespecimeniswrappedwithCFRPsheets；andthespecimen isbothwrappedandflexurallystrengthened，withthreebeamstestedundermonotonicloadingandfive beamsunderfatigueloading．ThetestresultsshowthattheultimatemonotonicstrengthoftheCRP— strengthened—corrodedbeamsincreasesby37％一38％comparedwiththepredictedstrengthofasimilarun— strengthened—uncorrodedbeam．ThefatiguelifeoftheCFRstrengthened—corrodedbeamsisincreased2．5— 6．0timesthatofasimilarunstrengthened—corrodedbeambutiSshorterthanthatofanuncorrrodedbeam． Keywords：concretebeam；carbon—fiber-reinforcedpolymersheets；fiber—compoundedmaterials；corrosion； fatigue；strengthening 国防交通工程与技术-囝2008第1期 万方数据 FRP 加固已腐蚀混凝土梁的抗疲劳耐久性研究 作者： 邓宗才， DENG Zong-cai 作者单位： 北京工业大学建筑工程学院,北京,100022 刊名： 国防交通工程与技术 英文刊名： TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE 年，卷(期)： 2008，6(1) 引用次数： 0次 参考文献(10条) 1.邓宗才.张鹏飞.李建辉.何唯平 预应力AFRP加固混凝土梁的疲劳与静载特性[期刊论文]-中国公路学报 2007(6) 2.Sobhy Masoud FRP strengthen and corroded RC beams under monotonic and fatigue loads 2001(4) 3.Alonso,C.Andrade,C.Castello,M Chloride threshold values to depassivate reinforcing bars embedded in a standardized OPC mortar 2000 4.International ASTM Standard practice for preparing,cleaning,and evaluating corrosion test specimens 2002 5.Barner,R.A.Mays,G.C Fatigue performance of concrete beams strengthened with CFRP plates 1999(2) 6.Mays,G.Tilly,G Long endurance fatigue performance of bonded structural joints 1982(2) 7.Heffernan P Fatigue behavior of reinforced concrete beams reinforced with CFRP laminates 1997 8.Heffernan,P.J.Erki,M.A Fatigue behavior of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced plastic laminates 2004(2) 9.Masoud,S Behaviour of corroded reinforced concrete beams repaired with FRP sheets under monotonic and fatigue loads 2002 10.Masoud,S.Soudki,K.Topper,T CFRP-strengthened and corroded RC beams under monotonic and fatigue loads 2001(4) 相似文献(10条) 1.期刊论文 晏石林.刘立成.YAN Shi-lin.LIU Li-cheng CFRP加固RC混凝土梁抗弯设计方法 -山西建筑 2006,32(19) 针对CFRP加固钢筋混凝土结构的受力特征,分析了CFRP加固钢筋混凝土梁的两种破坏形态,并给出了判断CFRP加固钢筋混凝土梁破坏形态的判别式,进 一步推导出每一种破坏形态的理论计算公式. 2.期刊论文 陈淑玲.张孟冬 义井桥CFRP加固混凝土梁实际工程运用 -公路交通科技2003,20(6) 将碳纤维材料用于桥梁补强加固尚属新工艺,该技术在我国的研究与应用起步较晚,但发展很快.本文结合河北省香河县义井大桥采用碳纤维布加固补 强的实践,介绍其所用材料、施工工艺,并将其与传统的加固方法进行效果对比,简要分析其应用性. 3.期刊论文 汝海峰.刘炎海.Ru Haifeng.Liu Yanhai CFRP加固钢筋混凝土梁的正截面疲劳验算方法的试验研究 - 建筑施工2007,29(1) 以碳纤维布粘贴加固混凝土结构是一种新型的结构加固方法,根据平截面假定和受压区应力图形为三角形等假设,采用等效惯性矩法提出了与普通混 凝土梁受弯疲劳验算类似的碳纤维布加固混凝土梁的正截面疲劳验算方法,并通过试验实例来加以论证.试验结果证明,该算法比较合理且偏于安全,为工 程设计提供了依据. 4.学位论文 汪丹丹 碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土梁的温度场及高温受弯性能分析研究 2006 碳纤维复合材料(CFRP)是当前土木工程领域中的一种新型材料，具有轻质高强、防腐耐久等诸多优点，更因其施工简便、对建筑外观影响小而广泛 应用于建筑结构加固领域。经过多年的研究表明，利用CFRP材料进行加固是一种行之有效的加固方法。而在CFRP材料加固混凝土结构的高温性能方面还 少有研究。 本文对碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁温度场及高温抗弯承载力进行了初步研究。首先总结了各种材料：混凝土、钢筋、碳纤维布 以及胶粘剂的高温性能。目前对混凝土和钢筋的高温性能研究较深入，而对碳纤维布和胶粘剂的高温性能研究较少，特别是适合粘贴碳纤维布的耐高温 无机胶的性能研究更少，多数学者研究了树脂粘贴碳纤维布加固钢筋混凝士的高温受力性能。由于缺乏适合粘贴碳纤维布的耐高温无机胶，本文参照树 脂粘贴碳纤维布的高温性能，对其参数作了适当修正，并考虑极限情况，根据各种材料的高温性能采用有限元软件ANSYS对梁的温度场进行了模拟分析 ，从理论上探讨碳纤维布粘贴混凝土梁时对梁截面温度场的影响，并给出了截面温度场的分布特点。最后，本文根据材料的高温性能以及截面的温度场 分布，初步推导了碳纤维布粘贴混凝土梁常见的两种破坏模式对应的抗弯承载力的近似计算方法。 5.学位论文 何峥嵘 碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土梁的正截面受弯性能的试验研究 2003 该文对碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁的正截面受弯性能进行了研究.试验共设计了21根梁(其中4根是未贴纤维布的对比梁),分别研究了碳纤维布 加固钢筋混凝土梁的抗弯加固效果,受力全过程,破坏形式,梁的裂缝特征以及梁的尺寸、碳纤维布的粘贴方式和粘贴层数对加固效果的影响.该文记录了 荷载-挠度曲线,给出了纤维布粘贴层数与极限承载力关系图,纤维布上应变沿长度方向的变化发展及分布特点,纤维布上剪应力沿长度方向的变化发展及 分布特点,并验证了平截面假定.在理论方面,该文对美国混凝土规范和中国工程建设标准化协会颁布的《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 (征求 意见稿)》中提出的纤维应变折减系数进行了修正,在此基础上给出了承载力计算公式;分析了纤维布加固后钢筋混凝土梁的受拉裂缝机理及给出了计算公 式;给出了纤维布加固后钢筋混凝土梁的刚度及挠度的计算公式.另外,该文根据试验中出现的破坏形式,对纤维布与钢筋混凝土梁之间的粘结应力进行分 析,给出了粘结正应力、粘结剪应力及碳纤维布上拉应力理论推导.最后,该文用有限元软件ANSYS7.0对试验梁的加载过程进行了模拟分析. 6.学位论文 王东海 预应力碳纤维布加固无腹筋混凝土梁斜截面试验研究 2009 利用碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土构件是一种先进的工程加固技术，已经在土木工程中得到了较为广泛的应用。但是该技术还存在着一定的局限 性，普通碳纤维布材料的加固，对构件正常阶段受力性能的改善有限，加固材料的高强特性不能充分发挥。而对碳纤维布施加预应力，可以弥补普通碳 纤维布工程加固技术中的不足，较好的改善构件的受力性能，大幅度提高碳纤维布的利用率。 @@ 目前，国内外对预应力碳纤维布加固技术的研究 尚处于初级阶段，还没有形成成熟的设计理论、施工设备和工艺，对于其中的一些关键技术问题也没有得到有效解决。在相关的试验研究中，更多的是 对正截面的加固研究，而对斜截面的抗剪加固试验研究还比较少。近年来，随着人们对结构加固研究和应用的不断深入，出现了不少新的抗剪加固方法 。除传统的加大截面法外，还出现了粘玻璃钢法、粘钢板法和绕丝法等。 @@ 本文对预应力碳纤维布加固无腹筋混凝土梁斜截面进行了系统的理论 分析和试验研究。首先开发研制了新型体外旋转式张拉与锚固一体化机具，将这种机具用于加固试验，效果较好。试验结果表明，使用这种机具对碳纤 维布施加预应力，施工工艺简单，能够很好的将碳纤维布与混凝土梁粘合在一起，且锚固牢靠。 @@ 试验针对五根同等强度的无腹筋混凝土梁(剪跨 比λ=2.27)，采用不同的斜截面加固方式进行了静载试验，试验结果表明，预应力碳纤布加固后的斜截面受力性能(开裂荷载、极限荷载、裂缝分布与发 展情况、挠度、变形能力)明显优于普通碳纤维布加固梁。 @@ 最后根据前人的理论成果，结合试验数据，对试验梁进行了理论分析，得出符合试验 的理论结果，经对比分析可知，理论和试验结果吻合较好。 @@关键词：预应力；碳纤维布；锚具；无腹筋简支梁；斜截面 7.期刊论文 张轶鹏.仇月冬 碳纤维布(CFRP)加固混凝土粱正截面抗弯设计方法 -邮电设计技术2002(8) 介绍了碳纤维布(CFRP)加固混凝土梁构件的正截面受弯破坏模式，提出了计算方法。 8.期刊论文 丁兴林 用碳纤维布对混凝土梁进行正截面加固时粘胶剂对CFRP端部区域应力分布的影响 -中外建筑 2004(2) 本文对混凝土梁在用碳纤维布(CFRP)加固后,在碳纤维布端部区域的应力进行了有限元计算,分析了粘胶剂对该区域应力分布的影响,根据计算结果对 设计和施工提出了一些建议. 9.期刊论文 徐建波.苏速 用碳纤维布加固混凝土梁时锚固长度的分析 -特种结构2003,20(2) 本文对混凝土梁在用碳纤维布(CFRP)加固后,在碳纤维布端部区域破坏的机理进行了分析,对其端部区域的应力进行了有限元计算,根据计算结果对碳 纤维布的锚固长度的取值提出了建议. 10.学位论文 王文炜 纤维复合材料加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究 2003 近几年来,纤维复合材料(FRP)作为一种新型的钢筋混凝土结构补强加固材料在中国逐渐兴起.FRP具有重量轻、强度高、易于施工、耐腐蚀性好等优 点.FRP在国外已经被广泛地应用在土木工程中,然而在中国对于FRP的研究应用还十分有限.作者作为辽宁省交通厅重点项目—桥梁加固改造新工艺、新技 术研究的参与人之一,针对玻璃纤维布(GFRP)、碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁抗弯性能开展了以下一些研究工作:1.对19根尺寸为 150mm×250mm×2700mm玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁进行了试验研究.2.根据1 4根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁的试验结果进行了理论分析.3.进行 了6根碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁和2根对比混凝土梁的抗弯性能试验研究,分析了碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁的破坏机理,研 究了荷载历史对加固梁极限荷载的影响.4.进行了9根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁剥离试验研究.5.进行了9根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁和3根对 比梁的试验研究,给出了截面延性分析的试验方法,根据不同的破坏形态建立了纤维布加固的钢筋混凝土梁的延性计算方法,分析了影响延性的主要因素 .提出了延性折减系数,并给出了折减系数的统计值.建立了纤维加固混凝土梁处于不同阶段的截面刚度的计算方法,给出了加固梁跨中挠度的计算方法 .6.进行了5根在等幅正弦波形模拟交通荷载作用下粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁和1根保持荷载下粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁以及2根对比梁的试 验研究.试验中考虑了混凝土等级、配筋率、有无锚固条、粘贴长度、荷载幅值5个变化参数.试验结果表明,在模拟交通荷载作用下,碳纤维布加固的钢筋 混凝土梁粘贴性能满足要求,粘贴效果良好.在静载作用下,试验梁的抗弯承载力提高较多,加固效果明显.提出了模拟不中断交通状况下("在线加固")粘贴 碳纤维布加固梁的抗弯承载力计算方法. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gfjtgcyjs200801007.aspx 下载时间：2010年1月13日