CFRP加固竹结构基本构件的受力性能研究

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CFRP加固钢筋混凝土构件力学及耐久性能试验研究的开题报告

CFRP加固钢筋混凝土构件力学及耐久性能试验研究的开题报告一、选题背景及意义随着工程技术的不断发展，建筑结构的使用寿命越来越受到关注。

很多钢筋混凝土构件在长时间使用后会产生裂缝和变形，从而影响整个结构的稳定性和耐久性。

为了解决这个问题，采取加固措施是一种可行的解决方式。

加固材料中，碳纤维增强聚合物（CFRP）是一种非常有前景的材料。

CFRP具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，在加固工程中有着广泛的应用前景。

二、研究目的本研究旨在通过实验研究，探讨CFRP加固对钢筋混凝土构件力学性能和耐久性能的影响。

具体目标包括：1.探究CFRP加固后钢筋混凝土构件的受力性能变化情况。

2.分析CFRP加固对钢筋混凝土构件的耐久性能影响，如抗裂性能、抗冻融性能等。

3.研究CFRP加固层数与钢筋混凝土构件力学性能和耐久性能之间的关系。

三、研究内容及方法本研究将通过实验研究的方法探究CFRP加固对钢筋混凝土构件力学性能和耐久性能的影响。

具体内容包括：1.制备试验样品：选取一定数量的钢筋混凝土试件，制备CFRP加固的试样。

2.进行力学性能试验：对于制备好的试样进行拉伸、压缩和弯曲等力学试验，测定试样在不同加载条件下的受力性能变化情况，并分析CFRP加固对钢筋混凝土构件力学性能的影响。

3.进行耐久性能试验：对于制备好的试样进行抗裂、抗冻融等耐久性能测试，分析CFRP加固对钢筋混凝土构件耐久性能的影响。

4.分析CFRP加固层数与钢筋混凝土构件力学性能和耐久性能之间的关系：通过多组实验数据的对比分析，探讨CFRP加固层数与钢筋混凝土构件力学性能和耐久性能之间的关系。

四、研究预期成果及意义本研究通过实验研究，对CFRP加固钢筋混凝土构件力学和耐久性能进行分析和探究，将获得以下成果：1.分析CFRP加固对钢筋混凝土构件力学性能的影响规律，探究加固层数与钢筋混凝土构件力学性能之间的关系。

2.分析CFRP加固对钢筋混凝土构件耐久性能的影响规律，包括抗裂、抗冻融等耐久性能。

CFRP和GFRP加固钢筋混凝土方柱的受力性能研究

CFRP和GFRP加固钢筋混凝土方柱的受力性能研究1. 研究背景和意义我国自 1997 年开始从国外引进纤维复合材料加固混凝土结构技术研究，纤维布加固技术具有施工方便、可包裹各种复杂形状的结构横截面，且不增加自重等优点，使得该技术成为了研究和工程应用的热点[4]。

碳纤维是纤维加固技术中运用最多的材料，其具有很高的抗拉强度，可达到钢材的 10 倍以上；具有很高的弹性模量，达到了钢材的 2 倍左右，；具有很低的密度；具有很强的耐久性，对于酸、碱、盐的腐蚀都能抵抗，不会生锈；柔韧性很好，可以包裹各种复杂形状的结构横截面；便于施工，有较好的可修复能力。

以上的众多优点使得碳纤维布与玻璃纤维布成为了工程中常用的粘贴加固材料。

碳纤维由于自身延伸率低，性质脆等特点，在地震时易产生崩断，使得加固突然失效，且生产成本较高。

玻璃纤维的耐碱性较差，会引起与结构结合程度不高，降低加固强度，且相较于碳纤维其抗拉强度较低。

而通过将两种纤维进行组合，来增强与改良其中的单一纤维的部分性能，并且降低生产成本，使材料兼顾实用性并具备更好的经济效益，让该材料具有承载初期高模量，屈服阶段高极限，破坏阶段高延性等特性[6]。

2. 国内外研究现状2.1 单一材料纤维布加固钢筋混凝土结构研究现状由于各国研究人员的试验与理论方面的研究，使得纤维布加固技术在实际工程中的应用迅速增加，多个国家相继编写了相应的要求与规范：1984 年，瑞士联邦材料实验室((EMPA)最早开始了 FRP 加固混凝土结构的研究，并成功将其应用于工程实际。

1998 年，欧洲为探究纤维加固技术而成立了相关研究机构，并发布了《高性能纤维复合材料加固混凝土结构设计指南》[11]。

1991 年，美国混凝土创办了研究纤维加固技术的组织，以针对纤维复合增强材料进行相关研发与试验，并在 2004 年颁布了一个 FRP 加固相关的试验指南[12]。

1996 年，我国清华大学、东南大学、中冶建研总院在“九五”国家重点项目“纤维材料加固修复混凝土结构技术研究开法与应用”的资助下，对 FRP 加固混凝土结构的关键技术进行了研究，这是我国内对这项技术研究的先例[13]。

CFRP对既有结构加固的研究综述

建筑工业出版社，2007．
（下转第 7 页）
设工程的可持续发展。
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泥，2015（ 11）： 60．
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［2］方丽明．废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用［J］．科技与企
作者简介：杨勇（ 1977 年 11 月生），男，辽宁省鞍山市人，学位：工
业，2014（ 09）： 325．
学学士，职称：副教授，工程师研究方向：土木工程。
究［J］．土木工程学报，2010（ 3）： 15 － 23．
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究［J］．建筑结构，2000（ 7）： 16 － 21．
CFＲP 是由基体材料和碳纤维增强材料按照一定比例混合的高性能新型复合材料。高强度的碳纤维承担大部分应力，基体材料则起包裹纤维和传递剪力的作用。
CFＲP 对既有结构补强方法是将碳纤维片材（纤维布或板）用树脂浸润后粘贴在需要加固的混凝土梁、板的受拉一侧表面上。CFＲP 依据其长短分为长纤维和长纤维，而长纤维又因其形状有：片材、棒材、型材和用于特殊构造的材料。纤维布是由连续的单向长纤维编制而成，纤维板则是经过层层铺设并浸润树脂最后固化预制成型等工艺制成。

CFRP加固混凝土构件轴压性能试验分析

ＥｘｅｉｅａｌａｎｌｓｓｏｅａｉｕｆＣＦＲＰｔｅｔｅｅｐｒｍｎｔａｙｉｆｂｈｖｏｒｏｓｒｎｇｈｎｄ
ｃｃｅｅｅｅｅｄｅｘａｏｄｏｎｒｔｌｍｎｔｕｎｒａｉｌｌａｓ
ｓｅｇｈｏｅｏｇｎｏｃｅｅｏｈｏｃｅｅｅｅｎｎｅｅａｉｏｄａｘｍｉｅ．Ａｒｔｎｔｆｔｒｉａｃｎｒｔｎｔｅｃｎｒｔｌｍｅｔｕｄｒｔｘａｌａｓｗｓｅａｎｄｈｉｌｈｌｑａｔｙｎａｃｌｔｎｆｒｌｅｏｅｃｎｒｔｌｍｅｔｓｅｇｈｕｄｒｔｅａｉａｓｖｒｕｉｅ－ｕｎｉｉｇｃｌｕａｉｍｕａｆｔｏｃｅｅｅｅｎｔｎｔｎｅｘａｌｄｅｓｓｄｆｒｆｏｏｈｒｈｌｏｆｅｔｉｆｅｔａｔｒａｂａｎｄｈｅｒｓｌｉｄｃｔａＲＰｂｎｅｏｃｅｅｃｎｓｅｇｈｎｎｎｕｎｉｆｃｏｗｓｏｔｉｅ．Ｔｅｕ￣ｎｉａｅｔｔＣＦｏｄｄｃｎｒｔａｔｎｔｅｌｌａｓｈｒｔｅｓｅｇｈｏｔｅｃｎｒｔｌｍｅｔｎｅｅａｉａｓｒｖｄｄｔａｈｏｓｕｔｎｍａｅｉｓｈ￣ｎｔｆｏｃｅｅｅｅｎｓｕｄｒｔｘａｌｄ．Ｐｏｉｅｔｔｅｃｎｔｃｏｔｒａｈｈｌｏｈｒｉｌ

预应力碳纤维板(CFRP)加固钢板受拉静力及疲劳性能试验研究的开题报告

预应力碳纤维板(CFRP)加固钢板受拉静力及疲劳性
能试验研究的开题报告
一、研究背景及意义
预应力碳纤维板(CFRP)加固技术是一种新兴的加固方法，适用于各种结构的加固和修复。

CFRP材料具有高强度、超轻质、防腐等优点，在工程实践中得到了广泛应用。

然而，目前针对CFRP加固钢板受拉静力及疲劳性能方面的研究较为有限，需要进行更深入的探究。

二、研究目的和内容
本研究旨在探究CFRP加固钢板受拉静力和疲劳性能方面的特点，并分析CFRP加固的有效性。

具体研究内容包括：
1. 确定加固前后钢板的基本力学特性。

2. 进行CFRP加固后受拉静力试验，探究CFRP对钢板受力性能的影响。

3. 进行CFRP加固后疲劳试验，分析CFRP加固对钢板抗疲劳性能的影响。

4. 分析CFRP加固的有效性和经济性，探究CFRP加固在实际工程中的应用空间。

三、研究方法和步骤
1.实验室制备CFRP板材并进行材料力学性能测试。

2.制作钢板试件并进行加固处理。

3.进行钢板受拉静力试验并获得与加固前后钢板的力学性能参数。

4.进行钢板疲劳试验，获得与加固前后钢板的疲劳性能参数。

5.分析试验结果并评价CFRP加固的有效性和经济性。

四、研究预期成果
1.明确CFRP加固钢板的受拉静力试验和疲劳试验的特点和规律。

2.探究CFRP材料对钢板性能的影响，并分析CFRP加固钢板的有效性和经济性。

3.为工程实践提供CFRP加固钢板的可靠性和应用性研究。

碳纤维筋增强混凝土的试验研究及力学性能分析

碳纤维筋增强混凝土的试验研究及力学性能分析碳纤维增强塑料筋(CFRP)是一种新型复合材料，具有比强度高、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能好、非磁性等独特优点。

因此，在混凝土结构中用CFRP筋代替钢筋，可以有效的克服钢筋的腐蚀问题，提高结构的耐久性。

本文对南京某专业碳纤维制造厂所生产的碳纤维塑料筋进行了一系列试验研究。

在试验中，首先对碳纤维塑料筋锚固系统进行探索性研究，研制出一种新型楔块式锚具；在此基础上分别进行了碳纤维塑料筋的拉伸试验和剪切试验研究，得出碳纤维塑料筋的拉伸强度和剪切强度；随后对其在混凝土、环氧树脂和水泥浆中的粘结性能进行了深入研究，分别得出了碳纤维塑料筋在这几种介质中的粘结强度，并对实验数据进行了分析，得出碳纤维塑料筋在混凝土中的基本锚固长度为25倍碳纤维筋直径；最后，对采用碳纤维塑料筋作为受拉主筋的普通混凝土梁在三分点竖向载荷作用下的抗弯性能进行了试验研究，对试验中梁试件的承载力、挠度和裂缝开展情况等进行了分析，并对挠度计算公式中的有效惯性矩系数进行了修正。

虽然本文通过试验所得出的结论主要针对所研究的缠绕型碳纤维螺纹筋，但是相关的研究方法、部分结论、建议和公式同样可以为类似研究所参考、借鉴，为今后碳纤维塑料筋的进一步研究奠定一定的基础。

CFRP加固负载混凝土梁抗弯承载力及可靠度研究的开题报告

CFRP加固负载混凝土梁抗弯承载力及可靠度研究的开题报告一、研究背景和意义随着工程建设的不断发展，大跨度混凝土梁已成为现代化建设中使用最为广泛的一种结构形式，同时其受力性能也是深受重视的一个方面。

在实际应用中，由于混凝土梁受到荷载作用而导致开裂、水泥翻新和疲劳等现象。

而在这些问题中，混凝土梁开裂是最常见和根本性的问题，其会使得混凝土梁的抗弯承载力下降，甚至导致梁的结构安全隐患。

为解决这一系列的问题，近年来出现了一种新型的加固材料——碳纤维增强塑料（CFRP），该材料具备轻质、高强度、易加工、易安装等优点，广泛应用于工程结构的加固和修复中。

CFRP加固的优点使得其逐渐成为一种广泛应用在工程建设中的主流材料。

本研究将结合CFRP加固方法，研究其对混凝土梁的抗弯承载力及可靠度的影响，进一步探寻CFRP加固技术的优化方向，同时也可为工程建设提供合理的技术解决方案。

二、研究内容和目标本研究旨在利用CFRP材料对受荷混凝土梁进行加固，探究CFRP加固对混凝土梁的抗弯承载力及可靠度的影响，主要研究内容包括：1. 研究CFRP加固对混凝土梁抗弯承载力的影响2. 探究CFRP加固对混凝土梁可靠度的影响3. 研究CFRP加固工艺的优化方案本研究的目标是：1. 确定CFRP加固对混凝土梁抗弯承载力的提升效果及加固方案的可行性2. 通过对比研究，探究不同加固方案对混凝土梁可靠度的影响3. 探索CFRP加固工艺的优化方案，为工程加固提供技术支持。

三、研究方法本研究采用实验方法，通过在实验室中搭建测量系统、制备CFRP加固材料、进行模拟不同工况下梁的受力情况，最终记录数据来实现对混凝土梁抗弯承载能力和可靠度的研究。

具体方法包括：1. 制备CFRP加固材料按照CFRP增强材料制备工艺制备CFRP管和CFRP板。

2. 制备混凝土梁根据标准混凝土配比，现场制作混凝土梁，并按正常冻结养护条件进行养护。

3. 加固混凝土梁将CFRP管和CFRP板通过黏合等方式固定在混凝土梁的受力部位。

碳纤维增强材料(CFRP)在结构抗震加固中的应用

的结构及抗震能力要求较高的结构，在常规加吲技术不能
其抗弯、抗剪强度。因此，在结构加同和工程改造中得到
碳纤维材料（ＦＰ是一种新型的复合材料，其中ＣＲ）
的碳纤维是有机纤维经高温碳化制成按主要原料分为三
维修改造的投资占建筑业总投资的５％。在美，新建筑０
业开始萧条，而维修改造业兴旺发展，据美国劳［部对
建筑物维修、改造和加固的费用将逐步增加。目前，工程上常用的钢筋混凝土结构Ｊ补强的方法Ｊｕ可分为增大截面法（即在原结构上再浇铸一定厚度的俐筋
青（ｔＣｔ基碳纤维，只能选用高性能长丝，尤其是高ＰＴｔ）
馍碳纤维，以用于需要高刚性的应片领域。】
故不断发，经济发达国家逐渐把建设的重点转移到旧建
筑物的维修、改造和加固方面。据统汁，英困１８９０年建筑物维修改造工程占建筑工程总量的２３／，瑞典１８９３年用于
同作用，从『达到结构补强及改善受力性能的目的ｎＩ
２２碳纤维增强复合材料（ＦＰ的种类及能．ＣＲ）
维普资讯
２００６舟
第４期
九江学院学报（然科学版）自Ｊｕｎｌｆｉｉｇ１ｉｒｔ（ａｕａＳｉＩＳｏｒａｏｊｊｎｎｖｓｙｎｔｌＣ￣Ｃ）ｕａＪｅｉｒ（ＣＩ
（包括外包和粘贴加固） …。一述加固技术存在着诸曳应力ｔ－＿ ¨ 滞后、耐久性、费用高、以及影响使用空问等缺点。可采用碳纤维布加固技术采用原位力固可以克服上述缺点，不ｆＪ仅ｌ】Ｊ吲效果好，而且省时省力，操作方便，经济实用，并ＪＩ且不影响正常使用，尤对Ｉ异形构、受恶劣环境影响：

外贴CFRP加固梁斜截面受力性能的分析和计算(精)

43 45 43 42 50 46 38 41 46 45 41 39
8 2 0 2 0 2 0 3 1 6 0 4
2 2 2 2 1 主要试验结果分析破坏形态试验表明 , CFRP 加固梁的破坏较突然 , 构件均会出现梁侧纤维局部剥离的状态。对环形条带加固的梁 , 加载初期 CFRP 较少参与工作 , 达到初裂荷载时初裂缝无明显开展。随着荷载增大 , 条带附近的胶层开始剥落 , 并伴有噼啪响声 , 梁侧 CFRP 逐渐剥离 , 主斜裂缝扩大并伴有其他裂缝产生。最后 , 某根条带与梁侧完全剥离 , 在接近角点处因应力集中而断裂 , 瞬间释放出的应力迅速传给其他条带 , 导致各条带相继断裂 , 继而构件破坏 ( 图 2) 。对 U 形条带加固的梁 , 纤维剥离的响声出现较早 , 裂缝的发展也较快 , 一旦 CFRP 条带开始局部剥离 , 将会很快扩大至整个梁侧 , 连带压条一起撕脱而破坏 ( 图 3) 。
斜截面纤维应变分布系数 D f 试验结果表明 , 斜截面纤维应变分布是不均匀的。由文
的结果可看出 , 配箍率小的构件加固效果好。同时 , 剪跨比越大 , 承载能力提高越大 , 梁 A10 即比 A5 提高 7 2% 。 U 形 + 压条加固的承载力与封闭加固的相差不大 , 实际工程中也容易实现 , 值得推荐。试验还表明 , 在一定范围内 , 条带间距小的其加固效果好 , 正截面将会先于斜截面而破坏。 3 3 1 CFRP 加固梁抗剪承载力计算 Vfrp 的基本计算模式如图 6 所示 , 纤维部分的抗剪贡献 Vf rp 可表示为 : Vfrp = 式中 , 2tf w f h f D f cot sf

对粘CFRP布钢筋混凝土柱受力性能的有限元分析

对粘CFRP布钢筋混凝土柱受力性能的有限元分析土木工程系王志刚摘要：为验证CFRP加固方法的有效性，采用整体式和分离式相结合的方法建立了构件的有限元分析模型。

通过有限元计算分析得出未增强构件和采用碳纤维复合材料增强构件的受弯承载力; 利用有限元软件ANSYS模拟单向及双向地震往复荷载综合作用下其加固泥凝土柱的杭震性能。

随后将计算结果进行了比较,结果表明了有限元建模方法的可行性,论证了其对混凝土柱抗震性能提高的有效性, 因而为加固工程的试验及工程施工提供了有效的理论分析方法。

关键词：钢筋混凝土；碳纤维复合增强材料；加固；有限元法1粘CFRP布钢筋混凝土柱的抗弯承载力分析。

CFRP是采用碳纤维与树脂类材料经过特定工艺复合而成的纤维增强材料,具有质强比大,防腐性能好,施工方便等优点。

在国内外已发表的有关碳纤维复合材料增强钢筋混凝土结构研究的论文中,绝大多数的研究成果是通过试验得到的。

由于受试验条件的限制,试验所能得到的信息是有限的。

有限元法为研究CFRP增强钢筋混凝土结构受力抗震性能提供了另外一种有效工具。

1.1有限元分析1.1.1基本假定(1)混凝土先按初始各向同性的弹塑性材料考虑,开裂后按各向异性计算,且设为连续均匀材料; (2)忽略钢筋和混凝土材料之间相对滑移;(3)假定复合材料单元与混凝土单元之间无相对滑移。

1.1.2材料参数各种材料参数指标如表1所示.混凝土标号为C30;碳纤维布的厚度为0.13mm;表1各种材料的性能指标材料名称密度/kg.m-3 泊松比弹性模量/mpa 抗拉强度/mpa轴心抗压强度/mpa砼主筋箍筋2500 0.2 3.0×104 2.7 37.57850 0.3 2.0×105 330 —7850 0.3 2.1×105 220 —CFRP 1760 0.17 2.29×105 3800—1.1.3有限元模型的几何尺寸和配筋如图1所示。

混凝土碳纤维增强材料的应用研究

混凝土碳纤维增强材料的应用研究一、引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其强度和耐久性是人们关注的重点。

近年来，随着碳纤维技术的发展，混凝土碳纤维增强材料（CFRP）作为一种新型的增强材料，已经被广泛应用于混凝土结构的加固和修复。

本文将从CFRP的优点、应用领域、加固原理、设计方法和实验研究等方面进行探讨。

二、CFRP的优点1.高强度和轻质化：CFRP具有高强度、高模量和轻质化等优点，使其在结构加固领域具有广泛的应用前景。

2.耐腐蚀性：CFRP与水泥基材料具有相似的线膨胀系数和化学稳定性，具有优异的耐腐蚀性。

3.易于加工：CFRP可以通过简单的切割、钻孔和粘接等方式进行加工，便于施工。

4.适应性强：CFRP可以灵活地应用于不同形状和规格的混凝土结构，如梁、板、柱、墙等。

三、CFRP的应用领域1.桥梁加固：桥梁是重要的交通设施，其安全性和稳定性至关重要。

CFRP在桥梁加固方面具有广泛的应用，如加固桥梁梁、柱和墩等部位。

2.建筑结构修复：建筑结构受到自然灾害和人为破坏等因素的影响，需要进行相应的修复。

CFRP可以用于修复和加固混凝土柱、墙、板等结构。

3.地铁隧道加固：地铁隧道是城市交通系统的重要组成部分，其加固和修复需要高强度和轻质化的材料。

CFRP可以用于加固隧道衬砌、拱顶和墙体等部位。

四、CFRP的加固原理CFRP的加固原理是通过提高结构的抗拉强度和刚度来增加结构的承载能力。

CFRP与混凝土结构形成复合材料，由于CFRP的高强度和高刚度，可以有效地减小结构的应力集中现象，提高结构的抗震性能和耐久性。

五、CFRP的设计方法CFRP的设计方法主要包括材料选择、加固方案设计和施工工艺设计。

在材料选择方面，需要考虑CFRP的强度、模量、腐蚀性、温度和湿度等因素。

在加固方案设计方面，需要考虑结构的受力性质、加固部位、加固方式和CFRP的使用量等因素。

在施工工艺设计方面，需要考虑CFRP的切割、钻孔和粘接等工艺要求，以及施工的环境和安全问题等因素。

CFRP混凝土结构中若干力学问题的理论分析及实验研究的开题报告

CFRP混凝土结构中若干力学问题的理论分析及实验研究的开题报告1. 研究背景和意义CFRP（碳纤维增强塑料）具有优异的耐腐蚀性、抗疲劳性、抗弯曲性和抗拉性能等，因此在建筑结构、桥梁、航空航天和汽车工业等领域得到广泛应用。

CFRP与混凝土相结合的CFRP混凝土结构不仅可以提高结构的强度和刚度，还可以降低结构的重量和延长其使用寿命。

然而，与传统混凝土结构相比，CFRP混凝土结构存在着一些新的力学问题，如界面剪应力、拉力传递、弯曲疲劳等。

因此，对于CFRP混凝土结构中的一些力学问题进行理论分析和实验研究具有重要的意义。

2. 研究内容和方法针对CFRP混凝土结构中若干力学问题，本研究拟从以下几方面进行深入研究：（1）CFRP与混凝土之间的界面剪应力问题：对于CFRP与混凝土之间的界面剪应力问题进行理论分析和数值模拟，并设计相应的实验验证。

（2）拉力传递问题：研究CFRP混凝土结构中的拉力传递问题，分析拉力传递机制，并通过实验验证研究结果。

（3）弯曲疲劳问题：CFRP混凝土结构在弯曲疲劳作用下的性能分析，建立相应的数学模型，通过实验研究疲劳寿命、损伤特征和疲劳性能等。

本研究将采用理论分析和实验研究相结合的方法进行研究。

理论分析将采用有限元分析、数学模型等方法，实验研究将采用材料实验、结构试验等方法。

3. 预期成果通过对CFRP混凝土结构中若干力学问题的理论分析和实验研究，本研究将得到以下预期成果：（1）对CFRP混凝土结构中的界面剪应力问题、拉力传递问题和弯曲疲劳问题进行深入研究，并提出相应的解决方案。

（2）建立CFRP混凝土结构的数学模型，并得出结构的受力性能和疲劳寿命等参数。

（3）提供一些有益的参考意见，以指导CFRP混凝土结构的设计和应用。

4. 研究计划和进度安排本研究计划分为理论分析和实验研究两个阶段进行。

理论分析阶段主要包括文献调研、分析CFRP混凝土结构中的若干力学问题、建立有限元模型和数学模型等；实验研究阶段主要包括材料实验和结构试验等。

碳纤维(CFRP)技术在桥梁加固工程中的研究与应用

特种荷载作用下，碳纤维（CFRP）技术在桥梁加固工程中的研究与应用——对207国道小北门中桥提载加固工程设计方案的商榷鲍政慧0 引言根据国家西电东送的战略决策，国家电力公司电网建设分公司决定在荆州市马山镇建设一个电压等级为±500KV，送电容量为3000MW的大型换流站，其关键性设备由国外进口，超重设备单件重量达270t左右，重型牵引车总重74.7t，大型平板运输车自重80t，重件运输车组总重达417.74t，经专家验证的运输路线必须通过207国道小北门中桥，大型设备运输荷载大大超过了现有桥梁设计荷载，原桥梁结构不能满足大件运输的安全通过，故须对该桥实施加固。

1 加固设计方案1.1概述小北门中桥地处湖北荆州，为三孔不等跨简支T型梁桥，其跨度分别为16＋22.2＋16m，桥面布置为－14＋2×1.5，该桥建于1988年，原设计荷载标准为汽－20级，挂－100，该桥地处207国道与318国道通过荆州市的复线地段，已经过15年的营运，交通运输十分繁忙，使用情况尚好，近年来，在交通量不断增加，超载重车行驶频繁的情况下，使用情况尚属正常。

据观测该桥现有有限缺陷均在允许范围内。

根据公路养护部门经常运用的直观评定方法：上部构件在运营中已行驶过相当于设计荷载或以上车辆，没有发现缺陷或缺陷在允许范围内，可以认为该桥具有设计承载能力。

据此，国家电力公司电网建设分公司某部委托武汉某设计院进行了该桥的加固设计。

将原有汽车-20、挂-100、荷载等级提高至汽超-20，验算荷载挂-385t的桥梁加固工程在我省尚属首例，对业主、设计者、施工者都极具挑战性，必须慎重对待，精心设计，精心施工，确保万无一失。

经过认真计算，设计院拿出了突出以下加固设计要点的施工图设计，并于今年4月初由业主主持初步通过了该设计方案。

1.2设计者提出的设计要点⑴改造原桥面铺装层，增设钢筋网，桥面铺装采用CF30#钢纤维防水混凝土，增大桥面层的整体刚度。

CFRP筋嵌贴加固混凝土受拉构件界面力学性能有限元答辩

CFRP筋嵌贴加固混凝土受拉构件界面力学性能有限元分析【中文摘要】近二十年来纤维增强塑料(fiber-reinforcedplastic/polymer,FRP)以其轻质、高强、耐腐蚀、抗疲惫等诸多优点,被广泛应用于建筑结构加固工程。

采用“表层嵌贴”(near-su***ce mounted,NSM)FRP法加固混凝土结构是一项近几年才被提出的加固新技术。

由于表层嵌贴法较传统的加固方法有很多上风,因此这项技术在工程加固领域具有广阔的应用远景。

本文以碳纤维(Carbon Fiber-Reinforced Plastic/Polymer,CFRP)筋嵌贴加固混凝土受拉构件界面力学性能为研究内容。

在外力作用下,由于CFRP筋、环氧树脂粘结剂以及混凝土三种材料的性质存在差异,材料间的粘结界面为受力的薄弱环节。

结合FRP筋混凝土结构和FRP片材粘贴于混凝土表面的粘结机理,分析CFRP筋嵌贴于混凝土表层粘结体系两种界面粘结破坏,分别为粘结剂一混凝土界面破坏和CFRP筋—粘结剂界面破坏,界面上的粘结力学性能可以用粘结剪应力—滑移关系模型模拟。

基于非线性有限元理论和CFRP筋嵌贴加固混凝土构件粘结剪应力滑移关系数学模型,利用ANSYS有限元软件建立不同嵌贴槽尺寸的CFRP筋嵌贴于混凝土表层受拉试块有限元模型,对CFRP筋嵌贴于混凝土表层的两种界面粘结破坏进行有限元模拟分析。

在有限元模型中,采用Solid65单元模拟混凝土和粘结剂,Pipe20单元模拟CFRP筋,Combine39弹簧单元模拟模型的粘结破坏界面。

利用有限元分析结果对粘结剂—混凝土界面上的粘结剪应力—滑移关系进行改进。

最后,利用有限元模型中粘结破坏界面上纵切向弹簧单元Combine39的单元力研究粘结破坏界面的纵向力学性能,并得到粘结破坏界面上粘结剪应力沿嵌贴长度的分布规律。

根据粘结破坏界面沿嵌贴长度的力学行为定义了在拉力N作用下,CFRP筋嵌贴加固混凝土受拉构件发生界面粘结破坏时所需的嵌贴锚固长度。

基于FRP增强的胶合竹梁抗弯力学性能试验研究

基于FRP增强的胶合竹梁抗弯力学性能试验研究本文根据胶合竹梁的竹片堆叠方式对胶合竹梁分成了两个大组,即横向叠和梁和竖向叠合梁,使用炭纤维布针对两个大组试件进行增强,每个大组下根据炭纤维布的用量又分了四个小组,在此基础上针对每组试件进行了抗弯弹性模量与抗弯极限承载力试验,结合试验结果对比两种叠合方式下的弹性模量与极限承载力,在两种叠合方式下,观察并分析炭纤维布的用量对极限承载力的影响结果以及竹梁的破坏形态,特别是竹梁的胶结层的破坏形态,得出以下结论:(1)根据试验现象,总结所有试件的破坏形态发现有以下两大类:1)底层竹节开裂2)某一胶合面开裂(2)根据竹片的叠合方向分类,结合试验结果分析,发现横向叠和的极限承载力高于竖向叠合的极限承载力。

(3)根据炭纤维布(FRP)的用量分类,结合试验结果分析,发现随着炭纤维布用量的增加,极限承载力也相应的提高。

(4)所有的试件在加载过程中基本满足平截面假定(5)总体来说,胶合竹梁与FRP增强的胶合竹梁的破坏机理大体是一致的,并没有因为梁底粘贴FRP而得到本质的改善,但是会使得破坏延迟发生(6)查看所有试件的荷载挠度曲线,发现绝大部分试件的荷载变形基本呈线性发展。

(7)通过对两种叠合方式下的每组试件进行抗弯弹性模量测试,得到如下结论,竖向叠合下的平均抗弯弹性模量为7320MPa,横向叠合下的平均抗弯弹性模量为8220MPa。

在此基础上结合有限元软件针abaqus对试验所做的八组试件进行了实体模拟分析,分析结果与试验结果基本一致,针对胶合竹梁的胶层的模拟,abaqus内置的内聚力单元可以有效解决这一模拟过程。

最后,针对胶合竹梁做了一系列基本假定,在此假定基础上,结合胶合竹梁竹材的本构曲线,推导出了基于两种截面法的界限状态下的三种极限承载力计算公式。

所推导公式适用范围为胶结效果较好的胶合竹梁。

浅析CFRP材料加固混凝土结构应用

浅析CFRP材料加固混凝土结构应用1、CFRP材料的性能及特点根据所用的纤维材料的种类和性能，常见的CFRP材料有碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）和混杂纤维增强塑料（HFRP），其中在结构加固中应用最为广泛是碳纤维（CFRP）。

CFRP材料具有抗拉强度高、质量轻、热膨胀系数低、抗腐蚀等优点被国内外学者研究和利用，然而其本身也存在着抗剪强度低、价格昂贵等缺点，具体如下：CFRP材料优点：（1）抗拉强度高。

（2）抗腐蚀耐久性好。

与钢筋相比，CFRP具有好的抗腐蚀和耐久性，若作为传统钢材的替代品，可以大大减少由于钢筋腐蚀造成的经济损失。

（3）自重轻。

相比较钢筋，CFRP对结构几乎不增加荷重，这对于结构的维修和加固是非常有益的。

（4）热膨胀系数与混凝土相近。

像钢筋与混凝土一样，保证了CFRP与混凝土协调工作。

（5）操作安装容易，施工速度快。

CFRP密度仅为钢材的25%左右，质量比钢构件要轻得多，所以，在运输、操作、安装等工序都比钢制构件要便捷、容易，而且时间短、速度快。

CFRP材料的缺点：（1）抗剪强度很低。

一般不超过其抗拉强度的10%，受力时，很容易被剪断，所以在将CFRP预应力筋、进行材性试验或者拉索时，相应的锚、夹具需专门研制。

（2）弹性模量低。

若想让CFRP发挥大的强度，需要其有大的变形，不施加预应力的CFRP利用率比较低。

（3）价格较贵。

CFRP由于生产工艺比较复杂，所以价格就比较昂贵，不过随着科技的进步和生产工艺的提高，相信价格会降低的。

2、CFRP材料加固混凝土结构的方法及研究2.1传统的加固方法在FRP材料被广泛应用于混凝土建筑物加固之前，传统的混凝土结构加固方法主要有下列几种：（1）加大截面加固法一般是采用同种材料来增大混凝土结构的截面尺寸，从而提高其承载力，此方法为传统的加固方法，优点：应用广泛混凝土结构的梁、板、柱等构件，施工工艺简单，工程成本低，而且具有成熟的设计和施工经验；缺点：现场施工的湿作业时间长，静空间减小，新旧材料接触面分离等问题。

CFRP加固局部强度不足混凝土柱受压力学性能研究的开题报告

CFRP加固局部强度不足混凝土柱受压力学性能研究的开题报告一、研究背景及意义混凝土结构是现代建筑中常见的结构体系，但由于混凝土柱的自重和外力荷载的作用，可能导致其出现一些弱点，如孔洞、裂缝、锈蚀等，使其在受力时出现局部强度不足的情况，从而影响结构的安全性能，特别是在地震或其他自然灾害时容易受到损坏。

因此，对于局部强度不足的混凝土柱进行加固是一项十分必要的工作。

纤维增强复合材料(CFRP)以其特有的高强度、高刚度、轻重量等优良性能，在混凝土结构加固中得到了越来越广泛的应用。

CFRP加固可以提高混凝土的抗拉强度和承载能力，控制和延缓混凝土的开裂和破坏，从而提高混凝土柱的整体受力性能和稳定性能。

二、研究内容和目标本课题旨在研究CFRP加固局部强度不足的混凝土柱的压力学性能，探讨CFRP 对于混凝土柱强度、刚度、稳定性的影响，分析局部强度不足混凝土柱在加固前后的受力性能差异，为混凝土结构的加固设计提供一定的理论依据和实用价值。

具体来说，本研究计划采用实验和数值模拟相结合的方法，通过对比加固前后混凝土柱的受力性能参数，如承载力、变形特征、裂缝形态、破坏模式等，分析CFRP 加固对混凝土柱的加固效果和强化机理。

同时，还将对局部强度不足混凝土柱的压力学性能进行理论分析和计算模拟，探究CFRP加固方案的优化，提高加固效果和经济效益。

三、研究方法1.实验方法：选取常见的CFRP加固方案，在试验室内进行CFRP加固局部强度不足混凝土柱的受力实验，采用荷载测试仪、应变测试仪等测试设备检测及记录试件在荷载作用下的受力性能参数。

2.数值模拟方法：通过有限元分析软件建立混凝土柱的三维数值模型，采用荷载-变形耦合分析方法，对混凝土柱在不同荷载下的应力和应变状态进行数值模拟，得出其力学性能参数。

3.理论计算方法：考虑混凝土柱的力学性质，通过理论计算方法对CFRP加固的优化设计进行评估和验证，探讨加固方案的优化策略及其可行性。

四、预期成果通过本研究，预期取得如下成果：1.实验数据和数值模拟结果：得出CFRP加固局部强度不足混凝土柱的受力性能参数，如承载力、变形特征、裂缝形态、破坏模式等。

CFRP在加固工程中的应用

CFRP在加固工程中的应用摘要：作为一种新型加固材料，碳纤维材料(CFRP)具有高强、轻质、耐腐蚀等优点。

本文介绍了CFRP在各类加固工程中的应用。

关键词：碳纤维加固混凝土结构1、前言碳纤维材料（CFRP）加固混凝土结构技术是20世纪80年代在国际上新兴起的一项新型、高效、便捷的结构加固技术。

它利用树脂类材料将碳纤维粘贴在混凝土表面，形成复合材料，通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。

该项技术兴起于美、日、德等发达国家，现在已广泛应用于建筑物、桥梁、特种结构等各类土木工程中。

中国的起步比较晚，于1997年开始正式研究该项目，并于1998年才开始应用于实际工程。

经过近7年的努力，已取得了一些成绩，有了不少成功应用的工程实例和《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》。

同时，由于具有许多其它传统加固方法所不具备的优越性，如简便快速的施工工艺、良好的加固修补效果和理想的耐久性等，该技术已引起国内外土木工程领域的广泛重视。

表1是CFRP加固混凝土结构与其它传统加固方法的比较。

2、材料特性碳纤维材料（CFRP）显著的特性是：①抗腐蚀能力强(耐久性好)；②自重小,且具有很高的材料抗拉强度(质强比高)；③弹性变形能力和抗疲劳能力强；④较高的电阻和较低的磁感应。

现在，国内加固工程中所用的CFRP多为进口材料，如日本前田工纤的CFRP ，瑞士的SiKa公司的CFRP等。

与日本生产的CFRP配套使用的粘贴胶约有三种,它们分别是FP-NS、FE-Z或FE-B及FR-E3P。

各种胶的主要作用如下:(1)FP-NS底涂材料,作用为渗入混凝土内部,强化混凝土表面,改善CFRP与混凝土之间的粘结性能;(2)FE-Z、FE-B整平材料,作用为修补混凝土表面缺陷,提高CFRP与混凝土的粘结质量;(3)FR-E3P粘贴材料,保证CFRP与混凝土的有效粘结及两者的共同工作。

各种材料的具体性能见表2-3。

表中各项指标均由厂家提供,根据产品生产国的有关规范规定的方法测定。