混杂纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验及理论研究
外贴碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的数值模拟研究与理论分析的开题报告
外贴碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的数值模拟研究与理论分析的开题报告一、研究背景钢筋混凝土结构在工程中得到了广泛的应用，近年来，由于工程使用时间的延长，钢筋混凝土结构出现了各种损伤和病害，如裂缝、钢筋锈蚀等，这些问题的出现严重影响了结构的安全性和耐久性。
为此，钢筋混凝土结构加固和修复成为解决这些问题的有效手段。
传统的加固和修复方法主要采用补强钢板、贴片等方法，但这些方法存在一些缺点，如加固材料容易老化、施工难度大、加固后的结构及材料性能难以恢复等问题。
近年来，碳纤维布加固钢筋混凝土结构成为新的加固修复技术。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度等特点，能够有效增加结构的承载能力和刚度，提高结构的整体性能和耐久性。
因此，将碳纤维布应用于钢筋混凝土结构加固和修复中，得到了广泛的关注和应用。
钢筋混凝土梁是建筑中常见的结构形式，主要受力方式为受弯和剪力。
加固受弯钢筋混凝土梁是钢筋混凝土结构加固的常见形式，也是本研究的研究对象。
因此，对外贴碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的数值模拟研究和理论分析具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是外贴碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的数值模拟研究和理论分析。
具体来讲，将通过以下几个方面展开研究：1.对碳纤维布的材料特性和加固方式进行研究和分析，包括碳纤维布的力学性能、设计参数、施工工艺等方面。
2.建立受弯钢筋混凝土梁的有限元模型，通过仿真分析，探究碳纤维布加固对受弯钢筋混凝土梁的受力性能和承载能力的影响。
3. 基于理论分析，分析碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的力学行为和影响因素，探讨不同设计参数的影响，为实际工程应用提供参考。
本研究的目标是建立外贴碳纤维布加固受弯钢筋混凝土梁的数值模拟分析和理论分析方法，为工程实践提供科学、实用和有效的技术支撑。
三、研究方法和步骤本研究首先对碳纤维布的材料特性进行研究和分析，包括拉伸性能、压缩性能、弯曲性能等，以及碳纤维布的设计参数和施工工艺等。
钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究
钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究一、研究背景钢筋混凝土结构是现代建筑中最常用的结构形式之一，而梁是钢筋混凝土结构中最重要的承载构件之一。
因此，对钢筋混凝土梁的抗弯性能进行研究具有重要的实际意义。
二、研究目的本文旨在通过试验研究，探究钢筋混凝土梁的抗弯性能，为工程实践提供可靠的理论依据。
三、试验材料1. 混凝土：采用普通混凝土，强度等级为C30；2. 钢筋：采用HRB335级别的普通钢筋。
四、试验方案1. 样品制备：制备三根长度分别为1200mm、1000mm、800mm的钢筋混凝土梁；2. 试验设备：采用万能试验机进行试验；3. 试验方法：按照国家标准《建筑混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002进行抗弯试验；4. 试验参数：记录试验前后的梁的长度、宽度、高度及断面形状，以及试验时的荷载和挠度数据。
五、试验结果与分析1. 抗弯强度：根据试验结果计算出每根梁的抗弯强度，得到如下数据：梁长(mm) 抗弯强度(N/mm^2)1200 25.61000 29.3800 31.42. 断裂形态：通过观察试验后梁的断裂形态，可以发现梁的断裂主要发生在梁的下部，呈现出拉伸破坏的特点。
3. 挠度变化：试验过程中记录了每根梁的挠度变化情况，可以发现随着荷载的增加，梁的挠度逐渐增大，直到梁发生破坏。
六、结论1. 钢筋混凝土梁的抗弯强度随着梁长的减小而增大；2. 梁的断裂形态主要表现为拉伸破坏；3. 梁在受到荷载时会出现挠度变化，随着荷载的增加而逐渐增大。
七、建议1. 在工程实践中，应根据具体情况合理设计钢筋混凝土梁的长度，以充分发挥其抗弯强度；2. 在施工过程中，应注意保证梁的质量，避免出现质量缺陷，从而影响梁的抗弯性能；3. 在设计和施工过程中应注意控制梁的挠度，以保证工程质量和安全性。
混杂纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究
中图分 类号 ： Ｕ３ ５ １ Ｔ ７ ．
文献标 识码 ： Ａ
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混杂纤维加固混凝土梁抗弯性能试验研究
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采用 梁 底 和梁 恻 粘 贴 Ｈ Ｒ Ｆ Ｐ的 加 固方 式 ， 两 种 情 况 试 验 ： 是 直 接 粘 贴 ＨＦ Ｐ加 固 ； 是 预 加 载使 分 一 Ｒ 二 梁 产 生 损伤 （ 经开 裂 ） 粘贴 ＨＦ Ｐ加 固． 体 加 固时各 梁 的编 号 及 加 固情 况 如 下 ： Ｏ为对 比梁 ： １为直 已 后 Ｒ 具 Ｌ Ｌ 接 加 载 的 底 面 加 固
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构存在一定 的局限性 ， 如延伸率较低 、 强度利用率不高 、 价格较贵等问题 ； 因此 ， 运用两种或两种 以上的连 续增 强 纤维 ， 过协 调 匹配 、 通 取长 补 短 制 成混 杂纤 维 增强 复 合材 料 （ Ｆ Ｐ 后 ， 加 固结 构构 件 ， 为 ２ Ｈ Ｒ ） 再 成 １世
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碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究
碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究1. 本文概述随着建筑行业的快速发展和对建筑结构安全性能要求的提高，钢筋混凝土结构的加固技术越来越受到重视。
在众多加固方法中，碳纤维布加固技术因其施工简便、效率高、耐腐蚀性强等优点，在工程实践中得到了广泛应用。
本文主要针对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能进行研究，旨在深入探讨碳纤维布加固技术对钢筋混凝土梁结构性能的影响，为工程实践提供理论依据和技术支持。
本文首先对碳纤维布加固技术进行了概述，包括其材料特性、施工工艺及其在国内外的研究和应用现状。
随后，详细介绍了试验的设计与实施，包括试件制备、加载方案、测量方法等。
本文重点分析了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力性能、裂缝发展、挠度变化等关键指标，并与未加固梁进行了对比。
本文还运用有限元方法对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力过程进行了模拟分析，验证了试验结果的准确性，并进一步探讨了不同加固参数（如碳纤维布的层数、宽度等）对加固效果的影响。
本文总结了研究成果，提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的设计建议，并对未来研究方向提出了展望。
本文的研究对于理解和改善碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能具有重要意义，对于提高建筑结构的安全性和耐久性，推动建筑行业的技术进步具有积极作用。
2. 理论基础与材料性质碳纤维布，作为一种高性能的复合材料，具有高强度、高模量、低密度和优良的耐腐蚀性能。
这些特性使得碳纤维布成为加固钢筋混凝土结构的理想材料。
在静载性能研究中，碳纤维布的力学性能，尤其是其抗拉强度和弹性模量，是至关重要的参数。
这些参数直接影响着加固后梁的承载能力和变形性能。
在研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能时，建立准确的力学模型是基础。
通常，这些模型基于经典力学原理，考虑了混凝土、钢筋和碳纤维布的相互作用。
这些模型能够预测梁在不同加载条件下的应力分布、变形和破坏模式。
增强抗弯承载力：碳纤维布通过包裹梁的受拉区，提高了梁的抗弯承载力。
混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究
文章编号:1001-9731(2021)01-01133-06混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究*周美容,张雪梅(南通理工学院建筑工程学院,江苏南通226002)摘要:采用聚丙烯纤维和碳纤维掺杂的方法制备了单纤维和混杂纤维增强混凝土材料㊂利用电子万能试验机对单纤维和混杂纤维增强混凝土材料样品进行了抗弯强度和劈裂抗拉强度试验;采用扫描电子显微镜(S E M)对样品的拉伸断口形貌进行了观察;采用N E L扩散试验测试了样品的氯离子扩散系数㊂结果表明,混杂纤维增强混凝土材料H F R C-B的抗弯性能㊁劈裂抗拉强度和耐久性能均优于单掺聚丙烯纤维增强混凝土P F R C-A和单掺碳纤维增强混凝土C F R C-B,H F R C-B样品的抗弯强度可达8.4M P a,劈裂抗拉强度平均值可达3.78M P a,氯离子扩散系数为2.26ˑ10-12m2/s,综合性能优异;S E M分析表明,碳纤维㊁聚丙烯纤维与混凝土基体结合良好,碳纤维的拔出效应以及聚丙烯纤维自身的韧性保证了混杂纤维增强混凝土材料的高强度和高韧性,提升了混杂纤维增强混凝土材料的抗拉强度和抗弯性能;混杂纤维增强混凝土材料的耐久性能优于单纤维增强混凝土材料,显示了混杂纤维的正混杂效应,混杂纤维有效降低了混凝土中微裂纹的生成和扩展,改善了混凝土的阻裂效应,提高了混凝土材料的耐久性能㊂关键词:混杂纤维;混凝土;力学性能;耐久性能中图分类号: T U528.57文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2021.01.0190引言水泥是一种重要的建筑材料,但它很容易在拉力的作用下开裂失效[1-3]㊂其抗拉强度仅为抗压强度的1/10~1/7,受拉极限延伸率只有0.01%~0.06%,在较低的拉伸变形时就会出现开裂[4]㊂短纤维的应用可以增强混凝土抗拉裂缝的能力,提高混凝土的吸能能力[5]㊂高韧性纤维增强混凝土具有提高混凝土延性的能力,自20世纪80年代以来得到了较快发展[6-7]㊂纤维混凝土的研究主要集中在纤维的几何类型㊁体积分数和强度对混凝土材料抗弯性能的影响[8-10],尤其以钢纤维和合成有机纤维研究最多,从纤维的形状㊁长度㊁用量等方面研究了钢纤维和合成有机纤维的组合对混凝土抗弯承载力和韧性的影响[11-12]㊂然而大多数研究只是初步评估纤维增强混凝土构件中纤维的含量以及混杂纤维种类对抗弯能力的影响[13-14]㊂等效抗弯强度比通常用来评估纤维增强混凝土抗弯拉伸性能的提高程度[15]㊂等效抗弯强度比由能量吸收能力和梁试验测得的第一个峰值强度确定,与混凝土中纤维的含量比密切相关[16]㊂以往大多数研究都是评估单一纤维几何类型和含量对纤维增强混凝土抗弯强度和韧性的影响,即给定单一纤维,根据纤维含量确定其等效抗弯强度比㊂根据传统纤维类型对水泥基材料增强作用的研究,可知混凝土的抗弯㊁抗剪性能随着聚合物纤维以及碳纤维含量的增加而提高[17-18]㊂但是这种强化行为并不是线性上升的,混凝土的抗压强度会随着碳纤维含量的增大而大幅度降低[19]㊂使用两种或两种以上纤维混杂制成的混凝土复合材料,能够较好地解决这一问题[20]㊂然而,少有研究重点评估混杂纤维材料的强度与纤维含量配比对纤维混凝土材料的力学性能和耐久性能的影响[21]㊂本文采用聚丙烯纤维和碳纤维对混凝土基体进行单独掺杂和混合掺杂,评估了两种纤维添加量和搭配比例对混凝土复合材料的抗弯强度㊁劈裂抗拉强度和耐久性能的影响,研究了混合纤维掺杂对混凝土材料力学性能和耐久性能的影响规律㊂1实验1.1实验材料水泥:P.O42.5型普通硅酸盐水泥,金隅水泥有限公司;粗骨料:石子,尺寸为5~28mm;细骨料:河砂;聚丙烯纤维:电阻率约为7ˑ1019Ω㊃c m,熔点在165 ~173ħ之间,上海启辰化工科技有限公司;碳纤维:纯度>98%,比表面积为220~280m2/g,灰分< 2.2%,江苏南京韦达复合材料有限公司㊂根据纤维混凝土技术规程,选用聚丙烯纤维和碳纤维进行混杂,测试纤维增强混凝土的性能,选用纤维材料的性能如表1所示㊂33110周美容等:混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究*基金项目:中华人民共和国住房和城乡建设部课题资助项目(K52018094)收到初稿日期:2020-06-16收到修改稿日期:2020-09-02通讯作者:周美容,E-m a i l:972294304@q q.c o m 作者简介:周美容(1983 ),女,江苏南通人,讲师,主要从事新型建筑材料与建筑新技术的开发研究㊂表1 纤维材料的主要性能参数T a b l e 1M a i n p e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s o f f i b e rm a t e r i a l s名称规格/mm 密度/g㊃c m -3抗拉强度/M P a弹性模量/G P a 纤维直径/μm 延伸率聚丙烯纤维100.911400~160030~351430%碳纤维101.762500~3000200~220161.5%1.2 实验配比根据聚丙烯纤维和碳纤维的不同掺量设计了9组实验,样品截面尺寸为150mmˑ200mm ,梁长为2000mm ㊂在梁跨中混凝土表面沿截面高度粘贴6个应变片以测试材料的应变㊂在普通混凝土基体中进行了纤维单掺杂和纤维混掺杂,纤维增强混凝土材料的配比如表2所示㊂表2 纤维增强混凝土材料的实验设计T a b l e 2E x p e r i m e n t a l d e s i gno f f i b e r r e i n f o r c e dc o n -c r e t em a t e r i a l s名称编号P F 掺量/k g㊃m -3C F 掺量/k g㊃m -3聚丙烯纤维混凝土P F R C -A0.3P F R C -B0.6P F R C -C0.9碳纤维混凝土C F R C -A 0.1C F R C -B0.3C F R C -C 0.6混杂纤维混凝土H F R C -A 0.30.1H F R C -B0.30.3H F R C -C0.30.61.3 力学及耐久性能测试采用K Y -D 4503微机控制电子万能试验机进行四点弯曲试验和劈裂抗拉强度试验,劈裂抗拉强度试验按照‘纤维混凝土试验方法标准“C E C S 13:2009进行;采用N E L 扩散试验方法对样品进行耐久性能测试,通过抗氯离子渗透系数来衡量纤维增强混凝土的耐久性能㊂2 结果与讨论2.1 纤维增强混凝土材料的抗弯性能图1为纤维增强混凝土材料的抗弯载荷-挠度曲线,其中,P F R C -A 表示聚丙烯纤维增强混凝土(聚丙烯纤维掺量为0.3k g /m 3),C F R C -B 表示碳纤维增强混凝土(碳纤维掺量为0.3k g/m 3),H F R C -B 表示混杂纤维增强混凝土(聚丙烯纤维和碳纤维掺量均为0.3k g/m 3)㊂从图1可以看出,纤维增强混凝土材料在加载过程中的应变硬化及强度随着纤维掺杂种类的不同而不同;单掺聚丙烯纤维的增强效果优于单掺碳纤维的混凝土材料,P F R C -A 的抗弯强度最高可达7.8M P a ,且延伸率优于C F R C -B ;混杂纤维增强混凝土材料H F R C -B 的抗弯强度最高可达8.4M P a ,优于P F R C -A 和C F R C -B ㊂图1 纤维增强混凝土材料的抗弯载荷-挠度曲线F i g 1B e n d i n gl o a dd e f l e c t i o n c u r v e s o f f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e 431102021年第1期(52)卷从图1(a )和(b )可以看出,P F R C -A 和H F R C -B 材料抗弯载荷-挠度曲线中,出现了锯齿状应变硬化阶段,表明此时受拉区有多点开裂现象出现,在基体内部产生大量微细裂纹㊂从图1(c)可以看出,单掺纤维增强混凝土与混杂纤维增强混凝土相比,延伸率较差,较早发生开裂㊂H F R C -B 在较大挠度范围内保持较高的载荷,同时曲线呈现水平发展趋势㊂说明两种纤维在混凝土中混杂掺杂,比单一种类纤维掺杂,具有更加优异的抗弯性能,聚丙烯纤维和碳纤维同时发挥了高韧性和高强度的优势㊂2.2 纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度表3为纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度实验结果㊂从表3可以看出,当单掺聚丙烯纤维,且其掺量为0.3k g/m 3时,P F R C -A 样品劈裂抗拉强度平均值为2.74M P a ;当单掺碳纤维,且其掺量为0.3k g/m 3时,C F R C -B 样品的劈裂抗拉强度平均值为3.18M P a;当混合掺杂聚丙烯纤维和碳纤维,且聚丙烯纤维掺量为0.3k g /m 3,碳纤维掺量为0.1,0.3和0.6k g/m 3时,H F R C -A ㊁H F R C -B ㊁H F R C -C 样品的劈裂抗拉强度平均值分别为3.70,3.78和3.72M P a ,相比P F R C -A 样品的劈裂抗拉强度,分别提高了35.04%,37.96%和35.77%㊂由此可知,当聚丙烯纤维和碳纤维的掺量均为0.3k g /m 3时,混杂纤维增强混凝土的劈裂抗拉强度提高幅度最大㊂分析表3数据可知,混杂纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度明显高于单一聚丙烯纤维和单一碳纤维增强混凝土材料㊂在聚丙烯纤维含量一定的情况下,混杂纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度随着碳纤维掺杂量的增加先增加后减小,说明碳纤维含量较少时,会均匀地分散在混凝土内部,其增强㊁阻裂作用明显;掺量过大后,碳纤维分散不均匀,使混凝土内部缺陷增多,强度降低㊂此外,由表3可知,随着碳纤维掺量的增加,纤维增强混凝土材料的拉压比逐渐增大,最终逐渐稳定于0.1值附近㊂这可能是由于碳纤维的掺入改善了混凝土的界面特性,抑制了混凝土内部受力后裂纹的初步萌生及进一步发展,使得混凝土的脆性进一步降低,改善了混凝土的阻裂效应㊂表3 纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度实验结果T a b l e 3E x p e r i m e n t a l r e s u l t s o f s p l i t t i n g te n s i l e s t r e n gt ho f f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e 编号破坏载荷/k N劈裂强度/M P a 平均值/M P a 拉压比P F R C -A 97.22.7595.672.7196.962.752.740.081C F R C -B 113.43.22114.73.13114.13.193.180.067H F R C -A128.693.64131.833.73137.793.93.700.109H F R C -B 137.293.89125.173.54141.884.013.780.111H F R C -C 139.043.94142.044.02129.063.653.720.1132.3 纤维增强混凝土材料的S E M 分析由2.2的分析可知,混杂纤维增强混凝土材料H F R C -B 试件(0.3k g /m 3聚丙烯纤维和0.3k g/m 3碳纤维)的抗弯曲性能最佳,因此选取H F R C -B 混凝土试件为对象进行S E M 分析㊂图2为H F R C -B 混凝土试件断裂区域的S E M 图㊂从图2(a )可以看出,H F R C -B 混凝土试件的断裂区域未发现聚丙烯纤维和碳纤维出现明显团聚现象,两种纤维均与混凝土基体结合良好㊂从图2(b)可以明显观察到,碳纤维受力剥离留下的痕迹以及断裂的碳纤维,可知碳纤维的断裂形式为拔出断裂和直接断裂,碳纤维在拔出过程中,可以有效耗散能量,提高纤维增强混凝土材料的强度㊂从图2(c )可以看出,聚丙烯纤维表面附着有混凝土材料,其在拉伸断裂过程中形成了颈缩现象(方框内),说明聚丙烯纤维发挥出了其韧性和延展性较好的优势㊂由此可知,碳纤维㊁聚丙烯纤维与混凝土基体结合良好,碳纤维的拔出效应以及聚丙烯纤维自身的韧性保证了混杂纤维增强混凝土材料的高强度和高韧性,提升了混杂纤维增强混凝土材料的抗拉强度和抗弯性能㊂图2 H F R C -B 混凝土试件断裂区域的S E M 图F i g 2S E Mi m a g e s o fH F R C -Bc o n c r e t e s pe c i m e nf r a c t u r e a r e a 53110周美容等:混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究2.4 纤维增强混凝土材料的界面结构分析图3和4分别为聚丙烯纤维增强混凝土和碳纤维增强混凝土界面处的E D S 图谱㊂从图3和4可以看出,聚丙烯纤维增强混凝土和碳纤维增强混凝土界面处的元素种类一致,均为O ㊁A l ㊁S i 和C a 元素,只是E D S 峰强比不同,说明不同纤维与混凝土界面处的元素比例不同㊂图3 聚丙烯纤维增强混凝土界面处的E D S 图谱F i g 3E D Ss p e c t r u mo f i n t e r f a c e o f p o l y p r o p yl e n e f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e te 图4 碳纤维增强混凝土界面处E D S 图谱F i g 4E D Ss pe c t r u mof c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e i n t e r f a c e 表4为聚丙烯纤维增强混凝土和碳纤维增强混凝土界面处的E D S 元素分析㊂由表4可知,界面处O ㊁A l 和S i 元素的比例相差并不明显,S i 和C a 元素比例区别较大,聚丙烯纤维增强混凝土界面处的C a /S i 比为3.11,而碳纤维增强混凝土界面处的C a /S i 比为1.49㊂水泥硬化后,纤维增强混凝土材料中水化硅酸钙是水泥砂浆中最重要的强度来源,水化硅酸钙的C a /S i 比在1.5左右㊂这说明聚丙烯纤维增强混凝土界面处的水化反应不好,而碳纤维增强混凝土界面处的水化反应进行良好,界面强度较高㊂因此碳纤维增强混凝土材料具有更优的劈裂抗拉强度㊂表4 聚丙烯纤维增强混凝土和碳纤维增强混凝土界面处的E D S 元素分析T a b l e 4E D S e l e m e n t a n a l y s i s o f i n t e r f a c e b e t w e e n p o l y p r o p yl e n e f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e a n d c a r b o n f i b e r r e i n -f o r c e d c o n c r e t e元素聚丙烯纤维增强混凝土界面原子分数比/%碳纤维增强混凝土界面原子分数比/%O85.8779.02A l 0.160.81S i 3.48.11C a10.5712.06C a /S i 比3.111.492.5 纤维增强混凝土材料的耐久性能对不同纤维增强混凝土材料取样,采用N E L 法测定抗氯离子渗透系数㊂表5为不同纤维增强混凝土材料的抗氯离子渗透系数测定结果㊂从表5可以看出,随着纤维掺量的增大,纤维增强混凝土材料的氯离子扩散系数逐渐减小,且聚丙烯纤维增强混凝土材料的氯离子扩散系数小于碳纤维增强混凝土材料的氯离子扩散系数㊂对于混杂纤维增强混凝土材料而言,H F R C -C 混凝土材料(0.3k g/m 3聚丙烯纤维和0.6k g /m 3碳纤维)的氯离子扩散系数最小,为1.91ˑ10-12m 2/s㊂混杂纤维增强混凝土材料的耐久性优于单纤维增强混凝土材料,显示了混杂纤维的正混杂效应㊂正混杂效应的出现,主要因为聚丙烯纤维和碳纤维的物理特性不同,尤其是延伸率存在较大差异,碳纤631102021年第1期(52)卷维的高强度和聚丙烯纤维的高韧性,能够有效限制纤维增强混凝土材料内微裂纹的产生,防止毫米级裂纹向厘米级裂缝的进一步扩展;微裂纹的减小可有效减少氯离子在混凝土材料内部的扩散通道,混杂纤维增强混凝土材料的耐久性能得以提高㊂表5 不同纤维增强混凝土材料的抗氯离子渗透系数测定结果T a b l e 5T e s t r e s u l t s o f c h l o r i d e r e s i s t a n c e p e r m e a b i l i -t y co e f f i c i e n t o f d i f f e r e n t f i b e r r e i n f o r c e d c o n -c r e t em a t e r i a l s代号试件高度/mm 氯离子扩散深度/mm 氯离子扩散系数/10-12m 2㊃s-1P F R C -A 50.27.72.50P F R C -B50.07.32.35P F R C -C 49.76.62.01C F R C -A50.08.23.70C F R C -B 50.28.13.50C F R C -C49.87.63.21H F R C -A49.87.92.80H F R C -B49.27.22.26H F R C -C50.16.41.913 结 论(1)力学性能分析表明,混杂纤维增强混凝土材料的抗弯性能明显优于单纤维增强混凝土材料,H F R C -B 样品的抗弯强度最高可达8.4M P a ,优于P F R C -A 和C F R C -B 样品;混杂纤维增强混凝土材料的劈裂抗拉强度明显高于单一聚丙烯纤维和单一碳纤维增强混凝土材料,H F R C -B 样品的劈裂抗拉强度平均值达到3.78M P a ,相比P F R C -A 样品提高了37.96%㊂(2)S E M 分析表明,碳纤维㊁聚丙烯纤维与混凝土基体结合良好,碳纤维的拔出效应以及聚丙烯纤维自身的韧性保证了混杂纤维增强混凝土材料的高强度和高韧性,提升了混杂纤维增强混凝土材料的抗拉强度和抗弯性能㊂(3)界面结构分析可知,聚丙烯纤维增强混凝土界面处的C a /S i 比为3.11,而碳纤维增强混凝土界面处的C a /S i 比为1.49㊂说明聚丙烯纤维增强混凝土界面处的水化反应不好,而碳纤维增强混凝土界面处的水化反应进行良好,界面强度较高㊂(4)耐久性分析可知,混杂纤维增强混凝土材料的耐久性能优于单纤维增强混凝土材料,显示了混杂纤维的正混杂效应㊂这是因为混杂纤维的掺入改善了混凝土的界面特性,碳纤维的高强度和聚丙烯纤维的高韧性,抑制了混凝土内部受力后裂纹的初步萌生及进一步发展,使得混凝土的脆性进一步降低,改善了混凝土的阻裂效应,提高了混凝土材料的耐久性能㊂参考文献:[1] L iY ,S u i CE ,D i n g QJ .S t u d y o n t h e c r a c k i n gpr o c e s so f c e m e n t -b a s e dm a t e r i a l sb y A C i m pe d a n c em e t h o da n du l -t r a s o n i cm e t h o d [J ].J o u r n a l o fN o n d e s t r u c t i v eE v a l u a t i o n,2012,31(3):284-291.[2] A ya t o l l a h iM R ,M i r m o h a mm a d iS A ,S h i r a z iH A.T h e t e n s i o n -s h e a r f r a c t u r eb e h a v i o ro f p o l ym e r i cb o n e c e m e n t m o d i f i e dw i t hh y d r o x y a p a t i t en a n o -pa r t i c l e s [J ].A r c h i v e s o fC i v i l a n d M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n 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n g p i r i y a k i j S.P o s t -c r a c k (o r p o s t -p e a k )f l e x u r a l r e s p o n s ea n dt o u gh n e s so f f i b e r r e i n f o r c e dc o n c r e t ea f t e re x p o s u r e t oh i g ht e m pe r a -t u r e [J ].C o n s t r u c t i o n &B u i l d i n g Ma t e r i a l s ,2010,24(10):1967-1974.[7] K h a l e dM ,E r e n bZ ,B r a h i m Y .C o m p r e s s i o ns p e c i f i c t o u gh n e s s o f n o r m a l s t r e n g t hs t e e l f i b e r r e i n f o r c e dc o n c r e t e (N S S F R C )a n d h i g h s t r e n gt h s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e (H S S F R C )[J ].M a t e r i a l sR e s e a r c h ,2011,14(2):239-247.[8] C o s i cK ,K o r a tL ,D u c m a nV ,e t a l .I n f l u e n c eo f a g g r e ga t e t y p e a n ds i z eo n p r o pe r t i e sof p e r v i o u sc o n c r e t e [J ].C o n -s t r u c t i o n &B u i l d i ng Ma t e r i a l s ,2015,78(1):69-76.[9] K eY ,B e a u c o u rA L ,O r t o l aS ,e t a l .I n f l u e n c eo fv o l u m ef r a c t i o na n dc h a r a c t e r i s t i c so f l igh t w ei g h ta g g r e ga t e so n t h em e c h a n i c a l p r o pe r t i e sof c o n c r e t e [J ].C o n s t r u c t i o n &B u i l d i ng M a t e r i a l s ,2009,23(8):2821-2828.[10]F a l l i a n oD ,D eD o m e n i c oD ,R i c c i a r d i G ,e t a l .C o m pr e s s i v e a n d f l e x u r a l s t r e n g t ho f f i b e r -r e i n f o r c e d f o a m e dc o n c r e t e :E f f e c t o f f i b e r c o n t e n t ,c u r i n g c o n d i t i o n sa n dd r y d e n s i t y [J ].C o n s t r u c t i o n &B u i l d i n g Ma t e r i a l s ,2019,198(20):479-493.[11]H o l s c h e m a c h e rK ,M u e l l e rT ,R i b a k o v Y.E f f e c to fs t e e l f i b r e s o n m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fh i g h -s t r e n gt hc o n c r e t e [J ].M a t e r i a l s&D e s i g n ,2010,31(5):2604-2615.[12]J a n g SJ,Y u n H D.C o m b i n e de f f e c t so fs t e e l f i b e ra n d c o a r s ea g g r e g a t e s i z e o n t h e c o m pr e s s i v e 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最新 纤维布增强混凝土梁抗弯性能的国内研究总结-精品
纤维布增强混凝土梁抗弯性能的国内研究总结粘贴纤维布加固既有损伤混凝土桥梁是一种有效的加固方法，以下是小编搜集整理的一篇探究纤维布增强混凝土梁抗弯性能的，供大家阅读查看。
前言由于地震、海浪侵蚀、冻融循环、酸碱环境作用、紫外线照射和超载等因素影响，我国大量混凝土桥梁存在局部或整体损伤，需要进行维修加固。
粘贴纤维布加固既有损伤混凝土桥梁是一种有效的加固方法，目前采用的纤维种类主要有碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
桥梁结构的突出特征是主要承受车辆荷载等疲劳荷载且所处环境复杂，抗弯疲劳性能是桥梁结构关注的主要性能之一。
研究纤维布加固混凝土桥梁抗弯疲劳性能对确保我国健康发展具有重要意义。
国内外学者对纤维布加固混凝土梁的抗弯疲劳性能进行了大量的试验研究工作，得出一系列重要成果。
本文拟对纤维布加固混凝土梁抗弯疲劳性能研究进行归纳总结，并结合新型纤维布-玄武岩纤维(BFRP)布的特点，提出今后纤维布加固混凝土梁抗弯疲劳性能研究建议，以便为纤维布尤其是玄武岩纤维布在混凝土桥梁加固中的应用提供借鉴。
国内外纤维布加固混凝土梁的疲劳性能研究集中在以下几个方面。
1国外纤维布加固混凝土梁的抗弯疲劳性能研究1992年，Meier等人在EMPA(瑞土联邦建材检测实验室)进行了一根跨度为6m、四分点弯曲加载的碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土T梁的疲劳性能试验.研究表明：经过纤维布加固后，由于减少了钢筋在弯曲裂缝处的应力集中，梁体出现了大量的细微裂缝。
加固后的梁表现出良好的疲劳性能，证实了纤维布对提高混凝土梁抗弯疲劳性能的有效性。
2001年，加拿大学者Masoud等人研究了碳纤维布加固已腐蚀钢筋混凝土梁的静力和疲劳性能,6根梁加速腐蚀后粘贴两种不同纤维布用于疲劳试验。
该文指出：钢筋腐蚀会大大降低梁的疲劳寿命;加固梁的疲劳破坏都是由于受拉钢筋的断裂;腐蚀加固梁的疲劳寿命相对腐蚀未加固梁提高了2.5~6倍，但还是低于未腐蚀未加固梁。
说明碳纤维布加固已腐蚀钢筋混凝土梁是一种有效的方法，可以提升构件的性能进而起到维修加固结构的作用。
CFS／AFS加固RC梁抗弯试验研究
第 ２ 卷第 ３ ３ 期
２０ ０６年 ９月
广 东工 业大 学 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｇ ｏ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＧｕ ｎ ｄ ｎ ｉｅ ｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ
Ｖｏ ． ３ Ｎ ． １２ ｏ ３ Ｓ ｐｅ ｅ ０ ６ ｅ ｔｍｂ ｒ２ ０
纤维布混杂加固法提高其断裂延伸率 ， 降低其加 固成本 ． 收到良好效果． 芳纶纤维布（ Ｆ ） Ａ Ｓ 虽然
弹性模量 、 抗拉强度只有碳纤维布 的 １２ ／ 左右 ， 但其延伸率较高 ， 破坏时呈现一定的塑性 ， 纤维、 树脂固化后抗折性能良好 ， 而且在动载荷下抗冲击能力强． 为改善碳纤维布加 固后构件的延性 、 抗折性及抗冲击性 ， 本文提出采用 Ｃ ＳＡ Ｓ Ｆ／ Ｆ 混杂加 固法．
长度变化的纤维布加固梁抗弯作用的力学性能， 故纵向配筋率较小 ， 但仍为适筋梁． 构件及材料
参数见表 １２ ３ 、、．
收 稿 日期 ：０ ５０ －９ ２ ０ －５０
基金项 目 ： 广东省教育厅“ 千百 十工程 ” 目（ ｏ ０ ４ ；广 东省 建设厅 项 目（ ０ ３ １ ； 项 Ｑ ２９ ） ２０ ９ ） 广东工 业大 学青年 基金
项 目（ ２ １ ） ４ ０ ０ ８
作者简介 ： 郭永 昌（９ ４ ）男 ， １７ 一 ， 实验师 ， 主要研究方 向为建筑结 Ｆ／ Ｆ Ｃ Ｓ Ａ Ｓ加 固 Ｒ ｃ梁抗弯试验研究
５ ５
表 ２ 单 向碳纤维布主要物 理性 能表
２ 试验结 果与数值分析 结果 比较
２ １ 初裂荷载与极限荷载 ． 测试结果与有限元 Ａ Ｓ Ｓ分析结果 见表 ４ 有限元计算模 型中材料基本 力学性能基于 ＮＹ ， 表 ２ 表 ３ 其中考虑了混凝土与钢筋的材料非线性 与纤维布的正交各 向异性等特性． 、 ， 从表 ４中 可 以看到， 试验结果与有限元计算结果基本一致． 有限元结果更具有规律性 ， 模型中假定纤维布 通过环氧树脂与混凝土完全粘结 ， 未考虑两者之 间的剥离粘结破坏现象． 而试验结果 由于混凝 土材料本身的不 均匀性 ， 以及纤 维布末端 应力集 中， 有较大 剥离剪 应力 而产生 剥离粘结 破 坏 ， 。 使试验极限荷载略小于有限元分析结果． 如果在有限元模 型中建立粘结 胶界面弹簧单 元将会与实验结果进一步吻合．
组合加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验特点研究
119【摘要】本文重点针对组合加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验特点展开了相关分析和研究，对钢筋混凝土梁的组合加固工艺进行了 绍，同时提出了相关的试验方案。
通过试验分析有效得出钢筋混凝土梁不同加固方式的抗弯性能的特点，以此来进一步提高组合加固钢筋混凝土梁的整体结构稳定性。
【关键词】组合加固；混凝土梁；抗弯试验当前我国土木工程建设规模正在不断扩张，很多工程结构设计主要是以钢筋混凝土结构为主。
由于社会的发展对钢筋混凝土工程的使用年限要求不断上升，因此针对钢筋混凝土结构的使用稳定性要求也在不断提高，需要全面提高钢筋混凝土结构的整体稳定性，充分考虑材料性能减退等多方面原因，针对钢筋混凝土的加固设计工作要点进行深入探索，以此来全面提高钢筋混凝土结构的整体受力性能，全面提高建筑工程结构的整体稳定性效果。
现阶段，在各大工程建设过程中，钢筋混凝土梁经常采用组合加固的方式，通过这种组合加固的方法，钢筋混凝土梁的整体稳定性和抗弯性能得到了进一步提升，进而可以有效提高钢筋混凝土结构的整体稳定性。
1、钢筋混凝土梁组合加固工艺分析在本次试验分析工作过程中，内外组合表外组合的混凝土梁加固工作方案来加以开展。
在组合加固工艺当中包含了纤维钢筋材料嵌入式加固、纤维板粘贴加固以 预应力高强度钢丝外部加固等多种组合式。
加固方法所涉 到的材料类型相对较多，同时在整个结构设计工艺形式上也比较复杂，因此需要对组合加固工艺展开相关室内模拟分析，有效验证内部表面以 外部组合加固工作方法的可行性，并且针对当 混凝土梁的抗弯性能进行一系列试验，具体流程如下所示：第一，需要对钢筋混凝土表面进行充分平整和处理，同时使用混凝土锯切割相应的凹槽结构，如图1所示。
通过使用锤子去除混凝土材料的凸起部分，要充分保证下表面充分粗糙，然后使用钢丝刷和高压喷嘴等对凹槽内部进行彻底清理。
组合加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验特点研究文/周宗厚 湖南省中欣建筑工程有限公司 湖南长沙 410000图1 切割凹槽第二，通过使用环氧树脂材料对凹槽进行填充，向其中植入CFRP 筋材料，同时轻轻在表面进行挤压，然后通过使用环氧树脂材料对凹槽进行填平[1]。
CFS／GFS层间混杂加固纤维混凝土梁抗弯试验研究
（ 纵筋）
３ ８ ３ １ ．４
４ ００ １ ．３
３４５ １ ．
４ ６ ０ ０．５
３ ８３ ３．８
４ ７ ９ ２ ．５
３ ３７ ２ ．４
４ ４ ６ １． ８
１０ｎ ２Ｏ ｍ， ２ ｉｎｘ Ｏ ｍ 跨度 ｆ ２ ０ ｉｎ 净跨 ｆ ＝ｌ ０ ｎ ， ｉ ＿ ００ｎ ， ｉ ｎ ０ｉｎ ８ ｉ
中表现出比单一纤维混凝土梁更为优 良的材料性能． 采用不同形式的纤维布加 固混凝土 梁得到的加 固效果有较 大的不同， 按试验方案采用 Ｃ Ｓ Ｇ Ｓ Ｆ／ Ｆ 层间混杂加 固纤维混凝土梁 是一种有效的加 固方法， 在保证提高承载力的前提 下， 既提 高了纤维混凝土构件的延性 ，
又可 降低加 固成 本．
于其在单 一 碳纤 维 加 固混 凝 土 构 件 中 的拉 伸 强 度 Ｊ用两种纤维布混杂加固纤维混凝土构件， ， 可以 使纤维复合材料的平均断裂应变明显提高 ， 既能改善 纤维混凝土材料的力学性能 ， 义能降低加固成本 ．
１ 试 件 的设 计 与试 验 方 案
１ １ 试 件 设 计 ．
较 低 的碳纤 维布 Ｃ Ｓ Ｃｒｏ ｉｅ ｈｅ） 杂加 同 Ｆ （ ａｂｎＦｂｒＳｅｔ混
片材加固其构件抗弯性能 的影响． 改性纤维材料采 用钢纤维和杜拉纤 维， 固纤维材料采用玻璃纤维 加 和碳纤维材料． 钢纤维强度和硬度较高， 可以提高混 凝土 材料 的 初 裂 应 力 和 极 限强 度 ，杜 拉 纤 维 延 性 好， 可以提高混凝土的韧性和应变能． 杜拉纤维的掺
研究 成果 已有很 多 ， 研究 目的主 要 是 提 高混 凝 土 其 的性 能． 文 的重 点 是 研 究纤 维 改 性 混 凝 土对 纤 维 本
控制 ， 提高复合混凝土复合材料的抗拉强度 ， 钢纤维 的掺量较大（ ． ％） 可以抑制裂缝 的扩展 ， ０９ ， 充分提 高混凝土复合材料的韧性 ． ｊ在混凝土 中掺入杜拉 纤 维 和钢纤 维 ， 用 两 种 纤 维 的 力 学 特 点及 材 料 特 利 性 的复合优势 ， 可以有效地改善水泥与骨料的界 面 状况 ， 约束混凝土 内部裂缝 的产生与发展 ， 提高混凝 土材料介质的连续性 ｊ另一方面 ， 以． 采用 单一碳纤 维布加 固混凝土构件 时具有脆性 突出、 高抗拉强度 不能充分发挥等缺点． 本文采用低强度高延伸率玻 璃纤维布 Ｇ Ｓ Ｇａｓ ｉ ｒ ｈｅ） Ｆ （ ｌ ｂ ｅｔ和高强度 延伸率 ｓ抗 弯试 验 ， 构件 的开 裂及 发展 情 况 以及 构件 加 固后 刚度 的 变 Ｃ ＳＧ Ｓ 进 对
钢筋混凝土梁抗弯性能研究综述
钢筋混凝土梁抗弯性能研究综述05结构工程何文滔 05171180摘要：混凝土梁的抗弯性能是混凝土梁的一个重要受力性能指标，建筑结构改造加固工程中需大幅度提高梁的抗弯承载力。
国内外的专家学者都做了大量的试验和理论研究，并取得了很大的研究成果。
本文主要概括介绍了梁抗弯的概念，粘结型钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能，锈蚀钢筋混凝土梁抗弯强度的试验研究，新型纤维增强混凝土梁的抗弯冲击特性。
关键词：混凝土梁、抗弯、加固1 混凝土梁抗弯概述1.1 混凝土梁抗弯的概念混凝土梁的受弯主要是指弯矩和剪力共同作用的，梁是一种典型的受弯构件。
混凝土梁在荷载作用下可能发生两种破坏，当梁沿弯矩最大的截面发生破坏，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为正截面破坏。
当梁沿剪力或弯矩和剪力较大的截面发生破坏，破坏截面与构件的纵轴线斜交，称为沿斜截面破坏。
应此受弯构件需要进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
混凝土梁中仅在受拉区配置纵向受力钢筋的截面，称为单筋截面。
同时在截面的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的截面，称为双筋截面。
梁常用矩形、T形、工字形、环形梁等对称截面和L形等不对称截面。
梁中一般配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立筋。
配筋同时要满足受力和构造要求。
1.2 混凝土梁抗弯性能匀质弹性材料梁加载时，其变形规律符合平截面假定（平截面在梁弯屈后仍保持平面），由于材料性能符合虎克定律（应力与应变成正比），受压区和受拉区的应力分布图形都是三角形。
此外，梁的挠度与弯矩也将一直保持线性关系。
钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土两种材料所组成，且混凝土是非弹性、非匀质材料，抗拉强度又远小于其抗压强度，因而其受力性能有很大不同。
研究钢筋混凝土梁的受弯性能，首先要进行梁加载试验。
素混凝土梁用作受弯构件是不能胜任的，因为它的弯曲抗拉强度与抗压强度相比只是很小一部分。
所以，这种梁早在受压侧混凝土的强度得到充分利用之前，在很小的荷载作用下受拉一侧即先行破坏。
因此，钢筋应布置在受拉侧尽可能靠近最外受拉纤维处，但要符合钢筋的适当防火和防腐蚀的要求。
碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究
碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能的研究
文章编号:100926825(2007)0820063202碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能的研究收稿日期:2006210219作者简介孙正强(682),男,工程师,中铁八局昆明房屋建筑有限公司,云南昆明 65李 政(2),男,工程师,湖南中大勘测设计研究院,湖南长沙 5苏启斌(2),男,工程师,中铁八局昆明房屋建筑有限公司,云南昆明 65孙正强 李 政 苏启斌摘 要:对使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁进行了介绍,通过理论分析提出了梁底初始拉应变和极限弯矩的计算公式,从而为碳纤维布加固梁抗弯承载力计算提供了理论依据。
关键词:碳纤维布,结构,极限弯矩,抗弯性能中图分类号:TU375.1文献标识码:A 近年来,由于超载、使用功能变化或钢筋锈蚀造成钢筋混凝土结构、构件不能满足承载力和正常使用功能的现象较为常见,对此类结构目前普遍采用加固技术进行修复。
外贴纤维布的加固方法由于耐腐蚀、施工简便、自重小、不占用使用空间等优点而成为一项新兴加固技术。
将碳纤维粘贴于钢筋混凝土梁的底部,可以提高结构的抗弯承载力、控制裂缝宽度、提高裂缝分散能力、增加结构刚度、改善其受力性能,但由于结构形式和材质都发生了变化,对其进行抗弯设计计算时,必须考虑二次受力。
1 基本假定1)加固后的梁符合平截面假定。
2)混凝土受压应力应变关系计算梁底初始拉应变时,梁的受拉钢筋一般未屈服,可简化为三角形分布,计算正截面极限抗弯承载力时按《混凝土结构规范》取用[1,2]。
3)钢筋应力应变关系按《规范》取用[1,2]。
4)碳纤维布的应力应变关系为线弹性关系,直到破坏。
5)碳纤维布与混凝土梁之间粘结良好,无剥离破坏现象。
2 梁底初始拉应变的计算梁预先承受荷载,梁底将产生初始拉应变,而梁底初始拉应变的大小决定加固后梁的极限荷载。
因此,梁底初始拉应变的计算极为重要,截面应力—应变分布如图1所示。
2.1 梁未开裂阶段当梁处于未开裂阶段,可以将截面换算为单一材料截面。
考虑二次受力CFRP布NSM加固混凝土梁变形性能试验研究
中图分类号 ： Ｕ ７ Ｔ ３
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ４ １２ １ ２ — １０ ０ １０ — ３ （０ ００ ｍｍ ６ ｍ ｘ ． ７ ５ ０ ｘ ０ ｍ ０１ ｍｍ的 Ｃ Ｒ ， ６ Ｆ Ｐ 并在端部 采取有效锚固。 嵌 入 式（ ｅｒｓｒ ｃ ｕ ｔ ， 称 Ｎ Ｍ ） 固 法 是 一种 通 过 粘 Ｎ ａ—ｕｆ ｅＭｏｎｅ 简 ａ ｄ Ｓ 加 Ｌ ａ Ｌ ｂ试件在加载之前进行加固 ， ｌ、 ｌ 所有二次受力试件在作用 结材料将 加固材料嵌入加固构件 表面 预先凿好 的槽 中， 使之与加固 初始弯矩 Ｍｉ 后进行加固， 具体加 固步骤如下 ： ①在 梁底部 中间开一 构件形成 整体 ， 从而提高构件抗弯或抗剪承载力的一种加固方法。 个深 ２ｍ宽 ６ｍ 的槽 ；②将槽底磨平 ，涂刷底胶 粘贴碳纤维布两 ｃ ｃ 在２ 纪４ ０世 Ｏ年 代 末 瑞 典 的 Ａ ｐｕ ｄ１ ｓｌｎ 【 】 此 项 技 术 加 固 瑞 典 层 ， 曾用 并在端 部采取有效锚 固措施 ； ③再用结构胶将槽填平 ， 天后 ， 三 座桥梁。他把钢筋置于在混凝土结构表面所开 的槽 中， 在槽中灌 待 结 构胶 完 全 达 到 强 度 后进 行 试 验 。 １２加 载 装 置 本 次试 验 采 用 正 位 加 载 试 验 装 置 ，为 了分 析 研 － 入水泥 浆， 然后用 喷浆混凝土覆盖进行表面 处理 ， 由于水 泥浆 的 但 粘 结 性 能 不 是 很 好 ，加 固部 分 与 原 结 构 的粘 结 效 果 不 太 好， 而 影 究 正 截面 的 受 力状 态 和 变形 规律 ，排 除剪 力和 其 它 因素 的干 扰 ， ， 从 所 响了加固效果。正是 由于材料的 限制 ， 使得这项技术在 当时没有推 有试件梁采用两点 对称 加载 ， 通过 分配梁来实现 ， 在两个对称集 中 广 ， Ｆ Ｐ材 料 出 现 后 ， 入 式 加 固 方法 才真 正 显 示 出 了其 优 良 的 荷载之间形成 纯弯段 ， 当 Ｒ 嵌 纯弯段 长度为 ９ ０ ０ ｍｍ， 两加载点分别距离 两 ０ 试验采用手摇式 千斤项加载 ， 荷载大小通过传感器 加 固效果 ， 与钢 筋相 比其优势 不言 自明： Ｐ材料轻质高强 ， Ｆ Ｒ 施工 方 端支座 ８０ｍｍ， 、 便 ， 时省 力 ； 腐 蚀 ， 象钢 筋 那 样 需要 较 厚 的保 护层 ； 状 、 格 测 定 加载 装置 模 型 如 图 ２ 实 景如 图 ３所 示 。 省 耐 不 形 规 可 以根据实际工程 的要求定做。而且在近几年 ，Ｒ Ｆ Ｐ材料价格大幅 度 下 降 ，广 泛应 用 于 工 程 加 固 ，Ｒ Ｆ Ｐ材 料 嵌 入 式 加 固也 得 到 了一 定 的研究 ， 并成功运用于混凝 土结构 、 砌体 结构、 木结构 以及桥梁 的加
玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能研究的开题报告
玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着经济的快速发展和城市化进程的加速，钢筋混凝土结构在建筑物和基础工程中的应用越来越广泛。
然而，由于外部载荷、温差和自然灾害等原因，随之而来的结构损伤与病害也越来越明显，特别是钢筋混凝土梁的受弯结构往往容易发生落梁、裂缝、弯曲变形等问题，给结构的使用寿命以及安全性带来了很大的威胁。
因此，钢筋混凝土梁的加固处理成为了当前工程结构领域的一个重要研究方向。
玄武岩纤维是一种高强度的纤维材料，具有很好的耐腐蚀性，抗震性和适应性，被广泛应用于构造加固中。
其中纤维布是常用的加固材料之一，它可以起到增强和增加梁的承载能力的作用，提高梁的抗弯强度和刚度，同时降低裂缝等问题的发生。
本文主要针对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能进行研究，通过对不同纤维布布置方式、纤维布数量和纤维布厚度等因素的实验研究，探讨玄武岩纤维布在钢筋混凝土梁加固中的作用机理和效果，为实际工程应用提供一定的理论依据和技术支持。
二、研究内容和研究方法本研究将通过试验研究玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的影响，并探讨其具体机理和效果。
具体内容和方法包括：1.通过对已有文献的综述和实验数据的收集，总结玄武岩纤维布在钢筋混凝土梁加固中的研究现状和发展趋势，并探讨研究中存在的问题和不足之处。
2.根据实际要求设计玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的试验样本，并在实验室内进行相关的受弯试验及数据分析。
在试验中，设置不同的纤维布布置方式、纤维布数量和纤维布厚度等因素，分析它们对钢筋混凝土梁加固效果的影响。
3.根据试验结果，分析不同因素对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的影响机理，并进一步研究玄武岩纤维布的加固效果。
4.在试验基础上，提出玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的设计和施工技术，为实际工程的应用提供技术支持。
三、研究进度安排研究进度安排如下：第1-2个月：文献综述和实验设计；第3-4个月：试验样本的制作和实验数据的采集；第5-6个月：试验数据的分析和结果的总结；第7-8个月：加固效果和机理的研究；第9-10个月：设计和施工技术的研究和推广。
混杂纤维混凝土抗弯性能研究进展
混杂纤维混凝土抗弯性能研究进展魏沛泽张振双王溢菲邵英豪姚丰柱(华北理工大学建筑工程学院，河北唐山063009)[摘要]本文对国内外混凝土单掺钢纤维、单掺合成纤维及二元混杂纤维的抗弯性能研究进行对比和 分析，发现钢纤维可以有效的提高混凝土抗弯强度，合成纤维可以有效抑制早期裂缝开展，但是两者都有缺 陷。
将两者混杂后优势互补、相辅相成，产生“超叠加效应”，表现出比单掺钢纤维或合成纤维更好的抗弯性能。
[关键词]混杂纤维；纤维混凝土;初性;抗弯强度 文章编号:2095 -4085(2018)06 -0006 -02我国建筑结构中混凝土结构的应用较为广泛，每年混凝土使用量巨大，所以寻找到性能优良的新 型混凝土一直是研究的重要任务。
混凝土为脆性材 料，其优势为抗压强度较高，但抗弯能力差、结构抗 裂能力弱一直制约其优势的充分发挥。
近些年研究 发现，向混凝土中掺入纤维可以大幅度地提高其軔 性和抗弯强度。
1单掺钢纤维混凝土抗弯试验研究最早将钢纤维用于实验是在上个世纪初，1911 年，美国Gmham在普通混凝土中掺入钢纤维，有效 地提高了混凝土强度和稳定性[1]。
1963年J.P.Ro-mualdi和G.B.Batson重点研究关于钢纤维约束混 凝土裂缝开展机理，发现钢纤维混凝土开裂强度主 要由钢纤维的平均间距所决定[2]。
随着对钢纤维 混凝土研究的逐步深入，西南交通大学交通隧道工 程教育部重点实验室通过对不掺钢纤维和掺入不同 量的钢纤维的混凝土试件进行抗弯实验以及弯曲軔 性实验，证实掺入钢纤维可以提高混凝土的抗弯强 度、弯曲軔性，还发现掺入适量的钢纤维提高混凝土 效率更高[3]。
2单掺合成纤维混凝土抗弯实验研究我国在20世纪80年代末才开始进行合成纤维 对混凝土抗弯性能影响的实验探究[4]。
2004年杨 东宁对聚乙烯醇纤维混凝土的抗弯性能进行研究，发现在混凝土中掺入合成纤维后提高了混凝土的极 限抗拉强度，增强其軔性[5]。
混杂纤维混凝土的弯曲性能研究
2018年第5期混杂纤维混凝土的弯曲性能研究周祎李国旺翟祝贺刘亚东蒋林葳薛晨曦河南建筑材料研究设计院有限责任公司(450002)摘要:将塑钢纤维和聚丙烯腈纤维按不同比例混杂掺入素混凝土，通过对其抗折性能以及弯曲韧性的试验研究，分析其对混凝土部分力学性能的增强效果及机理。
关键词:塑钢纤维;聚丙烯腈纤维；混凝土;抗折近年来，不同的专家与学者对纤维混凝土进行了大量的试验与研究，证明了在大多数情况下，混凝土的力学性能随着纤维的掺入可以得到不同程度的提高21_5]。
混凝土本身就是一种复合材料，单掺一类纤维对于混凝土性能的改善可能具有一定局限性，因此目前纤维混凝土的研究逐渐偏重于将几种不同性能的纤维混杂掺入混凝土。
文章中主要采用两种不同粗细尺寸的 纤维 纤维进行 ，对这两种纤维 单以不同下的混掺对于混凝土的 性能以弯曲韧性的影响进行试验研究。
1试验研究混凝土的抗折性能是混凝土力学性能中重要的一项。
之前人们是比较注重混凝土的力学性能,而随着人们对纤维混凝土研究的不 入，对于混凝土 不 限于研究 能 的度，韧性也被逐渐重 。
对混杂纤维混凝土的性能弯曲韧性进行试验研究，探讨其在部力学性能 的。
*1混杂纤维混凝土配合比方案（单位:kg/m3)组别水泥砂子水石外加剂塑钢纤维聚丙烯纤维C o320632124 1 3457.000cs=320632124 1 3457.030 cs>320632124 1 3457.060 cs?320632124 1 3457.090CS2G1320632124 1 3457.021CS5G1320632124 1 3457.051CS8G1320632124 1 3457.081 CG1320632124 1 3457.001注:混凝土——C，塑钢纤维——S，聚丙烯腈纤维——G。
本实验 8 纤维混凝土 ，Q为两种纤维不掺的混凝土，CS3、CS>、CS?单掺 纤维的 纤维混凝土，CS^^CS b C a、CS8@A为两种纤维按不同掺量掺加的混杂纤维混凝土，C@a为单掺聚丙烯腈纤维的细纤维混凝土。
聚酯纤维FRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能
./(0&%-0'RM3+02-=2-.)3042.3)34)6I[6.T34)3*b2W3*O320I6*,3P [6.T<3*^[.-4)2, [bO[ >2)M )>6P2II3*30) )M2,_03442412S30 20 )M24V-V3*7OUW3-<44)*301)M303P >2)M [bO[>3*3,604)*+,)3P -0P )34)3P +0P3*I6+*YV620) W30P2017RM3I.3=+*-.V3*I6*<-0,36IW3-<4>-4-0-.Tj3P ,6042P3*201I2W3*.-T3*4-4)M3V-*-<3)3*47RM3 ,-.,+.-)260 I6*<+.-46IW30P201,-V-,2)T6IOUW3-<44)*301)M303P >2)M [bO[-*3V+)I6*>-*P -,,6*P201)6 V*6W-W.3I-2.+*3<6P34790P )M33=V3*2<30)-.S-.+34-*3,6<V-*3P >2)M )M3)M36*3)2,-.S-.+347RM3*34+.)4 4M6>)M-))M3V3*I6*<-0,36I[bO[244)3-PT7RM34)*301)M303P W3-<43=V3*230,3P 42102I2,-0)30M-0,3<30)20 W30P201,-V-,2)TP+3)6)M3[bO[*320I6*,3<30)790P)M3,6043*S-)2S3,-.,+.-)260 S-.+346I)M3+.)2<-)3.6-P <-),M3P >3..>2)M )M33=V3*2<30)-.60347RM33=V3*2<30)P-)-,-0 W3+43P I6*)M3P34210 -0P -VV.2,-)260 6I [bO[4)*301)M303P W3-<47 6,78"&1(' V6.T34)3*I2W3**320I6*,3P V6.T<3*^V.-4)2, *,W3-<4 *320I6*,3<30) W30P201I-2.+*3 W30P201 ,-V-,2)T
混杂纤维加固混凝土梁抗弯性能试验研究
混杂纤维加固混凝土梁抗弯性能试验研究
吴辉琴;程建棚;潘杰松;田毅;王鹏
【期刊名称】《广西工学院学报》
【年(卷),期】2011(022)002
【摘要】考虑纤维加固量、加固位置以及加载方式等影响因素，设计制作了10根纤维材料加固梁，研究混杂纤维(HFRP)加固混凝土梁的抗弯性能和加固效益.结果表明：HFRP加固梁不仅能提高碳纤维(CFRP)的强度利用率，而且能较好地发挥玻璃纤维(GFRP)的延伸率，从而同时提高加固梁的抗弯承载力和延性；采用侧面加固方法与底面加固方法补强效果相差不大，但前者抑制裂缝产生与发展的效果却比较明显；持载作用下加固梁比直接加载作用下加固梁的补强作用大.上述结论对实际工程加固具有明显的指导意义.
【总页数】5页(P38-42)
【作者】吴辉琴;程建棚;潘杰松;田毅;王鹏
【作者单位】广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006;广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006;柳州市建设投资开发有限责任公司，广西柳州545001;广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006;广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006
【正文语种】中文
【中图分类】TU502
【相关文献】
1.碳/玻璃混杂纤维复合材料力学性能及其加固混凝土梁抗弯性能研究 [J], 陈颖;牛翠兵
2.混杂纤维布加固损伤混凝土梁抗弯承载性能试验研究 [J], 褚云朋;贾彬
3.CFS/GFS层间混杂加固纤维混凝土梁抗弯试验研究 [J], 郭永昌;黄培彦;李丽娟;朱江;刘锋
4.碳/玻璃纤维混杂布加固混凝土梁抗弯性能试验研究 [J], 周明芳
5.碳/芳纶混杂纤维布加固混凝土梁抗弯试验研究 [J], 谢志红;邓军;莫晓东
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碳_玻混杂纤维筋混凝土梁抗弯性能的试验研究_金广谦
混凝土梁的受力特点和破坏形式, 提出等效抗弯刚 度的计算模型。
1
1中应用的筋材增强材料选用的为日本
东丽 T700- 12K 碳纤维及国内生产的无碱玻璃纤维 作为 FRP 筋材的增强材料, 其性能参数见表 1 和表 2。
参照 ASTM D3916 标准 , 对碳纤维/ E 玻璃纤维 三种不同纤维配比的混杂筋材 进行拉伸性能 的试 验, 其筋材的性能指标如表 4。
表 4 HFRP 筋材的性能
混杂比 ( V ol% ) 15/ 45 20/ 30 25/ 25 直径 ( mm) 9. 5 9. 5 9. 5 拉伸强度 ( MPa) 771. 85 868. 69 1033. 89 拉伸模量 ( GPa) 65. 26 76. 07 87. 55 断裂伸 长率 ( % ) 1. 15 1. 18 1. 17
4期
金广谦等 : 碳 / 玻混杂纤维筋混凝土梁抗弯性能的试验研究
45
用于增强混凝土的 FRP 筋材必须长期在 混凝 土的高碱性环境中 ( pH = 12. 5- 13. 5) 工作, 这就要 求筋材具有优异的耐碱性。所以从树脂的工艺性、 耐碱性、 机械力学性能等方面综合考虑 , 环氧乙烯基 酯树脂是最佳的 , 其基本性能见表 3。
46
纤
维
复
合 材
料
2007 年
图 2 HFRP 梁实测 M- F 曲线
M cr
开裂弯矩 实测得到的弯矩值 断裂惯性矩 未开裂梁截面总的惯性矩 开裂的影响系数, 参照国内外的测试资料,
3
有效刚度及变形分析
通过对试验结果分析发现 , 采用钢筋混凝土规
Ma I cr I0 n
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工程力学
2009 年 2 月 Feb. 2009
ENGINEERING MECHANICS
115
文章编号：1000-4750(2009)02-0115-09
混杂纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验 及理论研究
*邓宗才，李建辉
(北京工业大学建筑工程学院，北京 100124)
试件编号
拉伸强度/MPa
拉伸弹性模量/MPa
2C CG 3C 2CG CAG CXG 2H 3H
1897 1142 1622 1225 1215 971 575 712
145724 73219 141254 86212 70328 55696 54718 57355
80000
70000 60000 50000 40000
混杂纤维复合材料既能够充分发挥不同纤维 的 优势， 扬长 避短， 优 化 FRP(Fiber Reinforced Plastics)的综合力学性能(或某一性能)，又能显著降 低 成 本 [1] ， 因 此 ， 它 正 在 越 来 越 广 泛 地 取 代 单 一 FRP，应用于航天航空、船舶与汽车制造、土木工 程等领域。
混杂结构、FRP 与混凝土的界面状况是影响混 杂纤维布加固梁的力学性能的重要因素[9]，本文研 究了层间、层内两种混杂结构、不同品种纤维布和 层数混杂对加固梁抗弯性能的影响。
1 试验研究
1.1 材料性能 试验采用的纤维布性能列于表 1。层内混杂纤
维布由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维以体积比 1:2:1 编制而成，如图 1 所示。
关于混杂纤维复合材料的已有研究主要是关 于碳纤维与玻璃纤维的混杂方式[2―8]，在碳/玻璃混 杂纤维复合材料逐步断裂过程中，由于不平稳的应 力转移使周围纤维产生应力集中而受到损伤，易导 致混杂纤维复合材料过早破坏或承载力急剧下降。 因此本文提出了碳/芳纶/玻璃三种纤维混杂思路， 由于芳纶纤维弹性模量、极限延伸率介于碳纤维、 玻璃纤维两者之间，可以解决混杂纤维复合材料破 坏过程中不平稳的应力转移问题。
复合材料单轴拉伸试验结果列于表 2，表 2 中 C、A、 X、G、H 分别代表碳、芳纶、玄武岩、玻璃和层内 混杂纤维布，数值代表纤维布层数，字母前没有数 字的表示纤维布为 1 层，如 2CG 表示 2 层碳纤维、 1 层玻璃纤维布；拉伸荷载-变形曲线如图 2 所示。
表 2 混杂 FRP 复合材料单轴拉伸性能 Table 2 Uniaxial tensile properties of hybrid FRP composites
试件 编号
加固类型
B0 GB CB 2CB CGB 3CB
2CGB
未加固 1 层玻璃纤维布
1 层碳纤维布 2 层碳纤维布 碳、玻璃纤维布各 1 层 3 层碳纤维布 2 层碳纤维布和 1 层 玻璃纤维布
3C 2C
CAG 2CG
荷荷载载//kNN
30000
20000 10000
Hale Waihona Puke 3HCGCXG
2H
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
变变形形//mmmm
图 2 荷载-变形曲线 Fig.2 Load-deflection curves
1.2 试件设计 试验设计了 11 根矩形截面钢筋混凝土梁，1 根
为标准梁，其余 10 根梁采用不同的纤维布进行加 固。梁长 2300mm，宽 120mm，高 180mm，净跨 2100mm。纵向受拉钢筋均为 2 12(HRB335)，纵向 钢筋配筋率为 1.05%。箍筋为直径 4mm 的 8#铁丝， 间距 60mm。架立筋为 2φ6 钢筋(HPB235)。试验梁 的几何尺寸、配筋及加载方式如图 2 所示。钢筋的 力学性能见表 3。所有试件的混凝土均按同一配合 比制作，设计等级为 C25，实测立方体强度为
Abstract: An idea of hybrid composites containing carbon fiber, aramid fiber and glass fiber was proposed in this paper. Carbon fiber with high strength and high modulus was used to ensure the enhancement of bearing load, glass fiber with high rupture strains was used to achieve the ductile behavior, and the progressive stress transition in hybrid fiber sheets was realized by the use of aramid fiber. A series of 4-point bending experiments were carried out to investigate the effects of hybrid mode, hybrid structure and layer of fiber sheets on the flexural behavior of beams strengthened with hybrid fiber sheets. Results show that, if the stress in hybrid fiber sheets can’t be transferred stably, the local debonding between hybrid fiber sheets and concrete will occur, resulting in the weakened hybrid effects; with the same total layers of fiber sheets, the cracking load, yielding load, maximum load and ultimate load of RC beams strengthened with carbon/aramid/ glass laminated hybrid fiber sheets are respectively 22%, 12%, 12% and 16% less than that of the RC beam strengthened with single carbon fiber sheets, while the displacement ductility index increases 20%, indicating that the carbon/aramid/glass hybrid fiber sheets can amend significantly the brittleness of single carbon fiber sheets. Based on the experimental research, an elastoplastic section analysis method is conducted to predict the bearing capacity of RC beams strengthened with
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收稿日期：2007-06-19；修改日期：2008-09-27 基金项目：国家自然科学基金项目(50678011)；北京市自然科学基金项目(8082002)，教育部博士点基金项目(200800050012) 作者简介：*邓宗才(1961―)，男，陕西扶风人，教授，博士，从事现代复合材料、智能材料及其结构研究(E-mail: dengzc@)；
的碳纤维布 U 形箍，层数为 1 层。混杂纤维布加固 梁的工艺是：先在混凝土梁底涂刷底胶，待底胶硬化
后涂刷粘结树脂胶，粘贴一层纤维布，用辊子碾压一
遍，以确保粘结密实，再涂刷粘结树脂胶，如此反复
进行粘贴。试验梁的编号及加固参数详见表 4。
表 4 试验梁加固参数
Table 4 Details of test beams
规格 屈服强度/ MPa
φ4
306
φ6
367
12
365
1.3 加固方案
极限强度/ MPa 418 507 610
延伸率/(%) 弹性模量/ MPa
17
2.03×105
12
2.04×105
20
2.02×105
为了防止混杂纤维布在梁端发生早期脱粘破坏，
在混杂纤维布加固梁的梁端粘贴 2 道－3 道宽 100mm
工程力学
117
180
26.6MPa。
P/2
P/2
100
700
700
700
2300
2Ф6 Ф4@60
2Ф12
100 120
Fig.3
图 3 试件参数与配筋图 Geometry and reinforcement details for specimens
表 3 钢筋力学性能
Table 3 Properties of steel bars
李建辉(1981―)，男，江西丰城人，博士生，从事 FRP 复合材料及其结构研究(E-mail: lijh@).
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工程力学
hybrid fiber sheets, the results from the theoretical predictions and the experiment agree well. Key words: fiber reinforced plastics; hybrid; aramid fiber; beam; flexural performance; ductility
表 1 纤维布性能 Table 1 Properties of fiber sheets