复合材料加固混凝土梁的抗弯试验研究
碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁试验研究
土 良 好 的 协 同 工作 等 优 越 的 性 能 ， 一 种 新 是
提供 的碳 纤 维 布 纤 维 布 的极 艉 强度 为 碳
型 、 效 的结 构 加 固 材 料 ， 文 希 望 通 过 对 高 本
碳纤 维 加 固 钢 筋 混 凝 土 粱 的 试 验 研 究 和 理 论 分 析 ， 碳 纤 维 在 结 构 加 固 领 域 的 进 一 步 对 推广应 用起 到抛砖 引玉的 作用 。
Ｋｅ ｗ ｏ ｄ ＣＦＲＰ．ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｉ ｙ ｒｓ ｔｅ ｇ ｈ ｎ ｎ ｇ
建 筑 结 构 的 检 钡 和 加 固 作 为 土 木 工 程 ４
领 域 中 的 一 门 相 对 独 立 的 新 兴 学 科 ， 国 内 在
具 有 的 高 强 度 、 弹 性 模 量 和 材 性 稳定 的 特 高 点 使 它 成 为 一 种 十 分 理 想 的 加 固 材 料 。 其
浪 潮 ， 用 纤 维 增 强 复 合 材 料 可 以很 好 地 弥 利 补 传 统 加 固方 法 的缺 点 ， 且 纤 维 材 料 本 身 并
重 量 、 腐 蚀 、 施 工 、 应 性 强 以 及 与 混 凝 耐 易 适
维普资讯
试 验 研 究
・５ ９
（ 济大 学 ， 同 上海 ２ ０ ９ ） ００ ２
提
要
本 文 简要 介 绍 了 ５根 采 用碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 进 行 加 固的 钢 筋 混 凝 土 梁 静 力 荷 载
试 验 的 情 况 ， 试 验 结 果 进 行 了分 析 ， 应 用 静 力 平 衡 试 算 法 编 制 程 序 对 梁 进 行 了理 论 分 对 并 析 结 果 表 明 计 算 值 与 理 论 值 符 合 较 好 ， 为碳 纤 维 在 加 固领 域 中 的 进 一 步 推 广 应 用提 供 了
钢筋混凝土梁桥抗弯加固方法研究
或 埋 设 钢 筋 剪 力 键 ，该 方 法 工 艺成 熟 ，对 截 面 刚 度
．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｒｄ ｅ；ａ ａｎ ｔ ｂ ｎ ｉｇ；ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｄ ｂ ｉｇ ｇ ｉｓ ｅ ｄｎ ｔｅ ｇｈｅ
１ 引 言 我 国 已建 有 各 类 公 路 桥 梁 ２７ ９万余 座 ，计 １ ３１ １ 。 １ ２万 延 米 。 由 于 受 设 计 、 施 工 及 使 用 过 程 中各 种 因素 的 影 响 ，有 相 当数 量 的桥 梁 损 坏 严 重 ，或 处 于 超 期 运 营 状 态 ，或 早 已不 符 合 现 代 行 车 标 准 的 要 求 。 随着 经 济 的 发 展 ，桥梁 建 设 的重 点 已逐 渐 转 到 旧桥 的加 固与 改造 上 。 目前 ，针 对 现 有 钢 筋 混 凝 土 梁 桥 抗 弯 承 载 能 力 不 足 的 加 固 或 改造 方 法 主 要 包 括 ： 大 截 面 法 加 固 、 改 变结 构 体 系 加 加 固 、粘 钢 加 固 、焊 接 补 筋 加 固 、体 外 预 应 力加 固和 纤 维 增
．
ｉ ｃ ｅ ｓｎ ｃｏ ｓ ｓ ｃｉ ｎ，ｃ ｎ ｉ ｇ ｈｅ ｔｕ ｔ ｒ ｌ ｓ ｓｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｒ ｓ —ｅ ｔｏ ｈａ ｇ ｎ ｔ ｓｒ ｃｕ ａ ｙ ｔ ｍ
，
ｂ ｎｄ ｎ ｓｅ ｌ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ，ｗｅｄ ｎ ｂ ｒ ａ ｄ ｔｅ ｇ ｈｅ ｉ ｇ ｗｉｈ ｌ ｉ ｇ ｕｐ ａ ｎ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｎ ｔ
关键 词 ： 梁侨 ； 弯 ； 固 抗 加 中图分类号 ：４ ５ ７ Ｕ４ ． ５ 文献标 识码 ： Ａ
对 工程建设具 有一定 的参考 价值。
文章编号 ： ０ ２ ４ ８ （ ０ ） ８ ０ ８ — ３ １ ０ — ７ ６ ２ １ ０ ～ ０ ４ ０ ０
钢筋网水泥复合砂浆加固混凝土受弯构件试验研究及工程应用
加 载 级 差 ， 试 件 将 要 破 坏 前适 当 缩 小 级 差 。 测 定 试 件 极 在 以 限 承 载力 。每 级 荷 载 加 载 后 持续 时 间不 少 于 １ ｉ ， 仪 表 ０ｍｎ 等
曲线 ， 定 了 两个 试 件 的 极 限 承 载 力 ， 两试 件 的 试 验 结 果 测 对
试 验 共 设 计 制作 了 ２个 试 件 ， 为 矩 形 截 面 ． 件 编 号 均 试 为 Ｂ 、２ 其 中 Ｂ 作 为 对 比试 件 ，不 进 行 加 固 ； ２为 采 用 ｌＢ 。 ｌ Ｂ Ｃ ＭＭＲ 加 固 的试 验 试 件 。试 件 混 凝 土 截 面 尺 寸 ｂ ｈ ｌ １０ ｘ ｘ＝０
ｌ
钢 筋 网水 泥复合砂 浆加 固混凝 土 受 弯构件试验 研 究及 工程应 用
田 野 张 ，
． ． … … ． … ．
鹏 ， 赵
卓
警 学 零 限 司４０ …．． … ． 公 ０３ ． ５
展 伺 限 贡 仕 公 口 ＿ 耕 以 建 上 往 坝 日 鄙 ｔ ３ ｌ ｌ邴 州 孕 工 小 上 荏 手 阮 ｔ Ｕ ０ ｊ 女 ４ ０ｔ ＯＯ） ｊ ４３ ０ Ｕ）
耐 高 温 能力 强 ， 施 工 简 易 ， 价 低 廉 ， 有 很 强 的 适 用 性 ， 且 造 具
便 于推 广 应 用 。
基 本 稳 定 后 再 采 集 数 据并 读取 百 分 表 数 据 。
１２试 件 设计 ＿
为探讨 Ｃ ＭＭＲ 加 固 法 对 混凝 土 受 弯 构 件 的 加 固效 果 ． 本 文设 计 了一个 对 比试 件 和一 个 试 验 试 件 ， 验 中测 量 了试 试 件 的钢 筋 、 凝 土 、 筋 网 荷 载一 应 变 曲 线 以及 荷 载 一 挠 度 混 钢
碳纤维复合材料加固混凝土结构技术研究
摘要：本⽂主要介绍了碳纤维复合材料的特点，结合碳纤维复合材料加固混凝⼟结构技术的研究概况，探讨了碳纤维复合材料在混凝⼟结构的承载⼒、抗震性能和抗疲劳性能等⽅⾯加固的有效性，并分析了加固混凝⼟结构的主要影响因素。
最后，提出了碳纤维复合材料加固理论尚需研究的内容。
关键词：碳纤维复合材料；加固；承载⼒；抗震；疲劳 1. 引⾔ 很多建筑物由于受到建造年代、结构使⽤功能改变、技术条件或⾃然灾害等因素的影响，出现承载⼒不⾜、变形能⼒变差、抗震能⼒降低或抗疲劳能⼒下降等现象，不能满⾜现⾏《混凝⼟结构设计规范》和《建筑结构抗震设计规范》的要求，因此，需要对其进⾏加固、补强。
我国在结构加固和补强⽅⾯做了⼤量的研究和实践，⼯程中常⽤的结构加固⽅法有加⼤截⾯法、外包钢加固法、预应⼒加固法、粘钢加固法和粘贴碳纤维复合材料加固法等。
传统的加固⽅法整体⽔平⽐较落后、施⼯⽅法和施⼯⼯艺⽐较复杂，对结构的⾃重和使⽤⾯积有⼀定的影响，⽽粘贴碳纤维复合材料加固法具有⾼强⾼效、耐腐蚀、施⼯便捷、不增加结构尺⼨等优点，在⼯程中得到了⼴泛的应⽤。
2. 碳纤维复合材料的优良性能 碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP）加固混凝⼟结构技术是⼀种新型、⾼效的结构加固技术。
⼯程中采⽤的碳纤维加固混凝⼟结构技术是利⽤树脂胶结材料，将碳纤维材料粘贴于混凝⼟结构表⾯，以达到结构加固补强及改善结构受⼒性能的⽬的。
与传统的加固⽅法相⽐，碳纤维加固技术具有以下的优良性能。
（1）⾼强度⾼弹性模量。
碳纤维的强度⾼，极限抗拉强度约为钢材的10 倍，弹性模量和钢材相近。
因此，在加固修补混凝⼟结构中可以充分利⽤其⾼强度、⾼弹性模量的特点来提⾼混凝⼟结构及构件的承载⼒和延性，改善其受⼒性能，达到加固修补的⽬的。
（2）抗腐蚀能⼒强、耐久性好。
碳纤维材料化学性质稳定，不与酸、碱、盐等化学物质发⽣反应，因⽽碳纤维加固后的钢筋混凝⼟结构具有良好的抗腐蚀性和耐久性，解决了其他加固⽅法所遇到的化学腐蚀问题；同时也免去了粘钢加固所需的定期防锈维护，节省维护费⽤。
用水泥基复合材料加固混凝土梁
M AINTENANCE养护天地本栏目由高远路业集团独家协办近几十年来，用“纤维增强聚合物”（FRP）对混凝土桥梁进行加固以改善其抗弯抗剪性能的做法，已经非常普遍。
对它的加固效果和受力特点已有深入的研究和广泛实践。
而且有很多国家还制定了相关规范。
这种材料的主要优点是重量轻、强度高、抗腐蚀、质地柔软、操作简单；缺点是耐热和抗火灾能力差，玻璃纤维的导热能力差，不宜在低温环境下使用，不宜在潮湿的混凝土表面粘贴。
FRP的基质材料大多为环氧树脂，由于环氧树脂和加固的混凝土在性质上有着很大的差异，尤其是变形性能，会出现不协调现象。
这里提出的改进方案是用水泥基质材料取代环氧树脂，以克服或减轻FRP在加固中的脆性破坏。
水泥基质材料有很好的耐热表现，可用于低温环境，可在潮湿的表面上粘贴。
在工程实践中，这种复合材料有多种称谓：织物增强砂浆、织物增强混凝土、矿物基质复合材料、纤维增强水泥等。
水泥基复合材料的加固效果受很多因素影响。
水泥基质降低了纤维自身的有效强度；纤维增强水泥基质材料的粘结性比FRP差。
水泥基质材料容易出现裂缝。
必须针对不同的纤维类型和布置、水泥基材料的组成来进行试验研究，确定其受力特性和加固效果。
实践证明，用水泥基复合材料加固混凝土构件是非常有效的。
用“纤维增强水泥基质材料”（FRCM）加固混凝土构件时，其应力的传递是个非常复杂的过程，涉及到几个方面：①纤维自身和基质材料的粘接力；②基质材料对纤维材料的浸渍渗透能力；③外层纤维和内层纤维通过基质材料的粘接；④纤维分布的不均匀，个别纤维的破断；⑤纵向纤维和横向纤维的联合作用；⑥水泥基质材料的裂缝；⑦新的水泥基质材料和老的混凝土表面的粘接；⑧老混凝土表面的破坏。
所有这些现象和纤维类型及布置、表面处理精度以及水泥基质材料的组成有关。
对不同类型材料的加固进行抗弯试验，并与传统的环氧树脂基质（FRP）加固进行比较，比较它们的破坏模式，承载能力和开胶后纤维的平均应变。
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。
复合加固梁抗弯刚度试验分析
收稿 日期 ：０９— ３—１ ２０ ０ ０
基金项 目： 山东省教育厅 资助项 目（０ Ｆ ３ Ｊ５ ０ ） 作 者 简 介 ： 爱 良 ， １６ 翟 （ ９ ３一） 教 授 ， 究 生 导 师 ， 要 研 究 方 向 为结 构 工 程 的 鉴 定 与 加 固 。 ， 研 主
摘要 ： 本文提 出了适合混凝 土复合加固梁的刚度及挠度计算公式 ， 并与试验结果进行 对 比， 吻合 较好 。具 有一定
工程实用价值。 关键词 ： 混凝 土梁 ； 板 ； 钢 复合 加 固 ； 纤维 布 ； 应 力 碳 预 中 图 分 类 号 ：Ｕ ３ ８２ Ｔ ７ ． 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０— ３４ ２ １ ）４— ５ ９一 ６ １０ ２ ２ （ ００ ０ ０ ９ Ｏ
Ａｂ ｔ ａｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｏ ｍｕ ａ ｓ ｉ ｆｒ ｓｉ ｎ ｓ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ａｃ ｌｔ ｄ ｏ ｏ ｓ ｒ ｔ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ａ ｆｒ ｌ ｕ ｔ ｏ ｔ ｆ ｅ ｓ ａ ｄ ｄ ｆ ｃ ｉｎ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｆｃ ｍｐｏ ｉｅ ｒ ｉ ｆｒ ｅ ｎ ｆ ｃ ｎ ｆ ｌ ｓｔ ｅ ｎ ｏｃ ｍｅ ｔｏ ｏ —
复合加 固砼 梁 的挠度 应包 括两 部 分 ： 是外 荷 载产生 的挠 度 ， 一 二是 预加 应 力引起 的反拱值 。两者 可 以 互 相抵 消一 部分 ， 预应 力构 件 的挠度 比非 预应 力构 件小 。 故
１ １ 件 未开 裂时 刚度及 挠 度计 算 ．构
根据 文献 ［ ］ ３ ［ ＼ ［ ］ ： ２ ［ ］４］及 ６ 得
（ ｈ ｎ ｏ ｇ Ａ ｎ ｕｔｒｌ ｎ ｖｒｉ ， ｅＷａ ｒ ｅ ｏ ｒｅ ｎ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｏｌ ｅ ａａ ７ ０ ８， ｈｎ ； １Ｓ ａ ｄ ｎ ｇ ｃ ｌ ａ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｔ ｔ ｓｕｃ ｓａ ｄ Ｃ ｖ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ，Ｔ ｉ ２ １ １ Ｃ ｉａ ｕ ｔ ｈ ｅＲ ｌ ｉ ｅ ｎ
CFRP嵌入式加固混凝土梁抗弯性能试验研究
２ 试验概 况 ２ １ 试件设 计与 制作 ．
嵌 入 式 加 固 由于 施 工 工 艺 有 所 不 同 ， 而 平 截 面 假 定 的 适 应 性 需 因
要重新考查 。从部分梁 （ 其他梁情况类似 ， 在此略 ） 跨中截面沿梁
一
从构 件开 始加 载到破 坏过程 中 ， 本试验共设计 １ 根混凝土试 件梁 ， １ 截面 尺寸均为 １０ｍｍ× 高的平均应变分布 图可 以看 出： ２ 次受力和二次受力 的 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ布 Ｎ Ｍ 加固梁 的平均 应变 仍能较 Ｓ ２ ０ｈｍ×２７０ｍ 受拉主筋 ２ｂ４ 受压钢筋 ２ ８箍筋 ６ ．＠１ ， ５ ｉ ０ ｍ， ￣１， ６， ６５ ０ ０ 因而在分析 和理论计算 过程 中仍 能将平截 混凝 土设计强度等级 Ｃ ０， ２ 碳纤维布为 中国台湾重亿公司生产 ， 各 好的符合平截面假定 ， 材料 物理及力学性能均 由试验测定 。 件， 第二组 Ｌ ａ Ｌ ｂ为不加载情况下粘贴 Ｃ Ｒ １，ｌ Ｆ Ｐ的一次受力试件 ，
本次试验采用 两点 对称 加载 ， 中间 ９０ｍｍ为纯弯段 ， ０ 两加载 ０ ｍ。首先 对 ３根对 比梁进行 分级加 Ｆ Ｐ材 料 加 固运 用 的 新 领 域 。Ｆ Ｐ材 料 Ｎ Ｍ 加 固 除 了 具 有 外 贴 点分别距 离梁端支撑 点 ８０ ｍ Ｒ Ｒ Ｓ 载确定开裂荷载 、 屈服荷载和极 限荷 载 ， 其平均值分别为 ４６ Ｎ， ．７ｋ Ｆ Ｐ片材加 固的优点 外 ， 具有 以下几个 方面的优点 ： ） Ｒ Ｒ 还 １ Ｆ Ｐ材 ７ ４ Ｎ和 ２ ． １ｋ 将 其 作 为 加 固 试 件 加 载 的 参 考 依 据 。 加 载 １６ Ｎ， 料 与其他材料粘结充分 ， 可有 效 防止剥离 破坏 的发生 ； ） Ｒ ２ Ｆ Ｐ材 １．５ｋ 制度按《 凝土结构试 验方法标准》 混 执行 。 料嵌入槽 内， 可提高其耐 火性 和恶劣 环境下 的耐久 性 ； ） 于桥 ３用
混凝土梁抗弯性能的试验研究
混凝土梁抗弯性能的试验研究一、研究背景混凝土梁是建筑结构中常用的构件之一。
在建筑中，混凝土梁主要承担着承重和抗震的作用。
因此，混凝土梁的强度和稳定性是建筑结构安全性的重要保证。
而混凝土梁的抗弯性能则是其强度和稳定性的重要指标之一。
因此，研究混凝土梁的抗弯性能，对于建筑结构的安全性和可靠性具有重要的意义。
二、研究目的本研究的主要目的是通过对混凝土梁的试验研究，探究混凝土梁的抗弯性能，并分析其受力性能和破坏机理，为混凝土梁的设计和施工提供参考依据。
三、研究方法本研究采用试验方法进行研究。
首先，设计不同尺寸的混凝土梁，制备混凝土试块，进行强度试验，确定混凝土的强度等级和配合比；其次，制备混凝土梁，进行抗弯试验，记录试验数据，分析混凝土梁的受力性能和破坏机理。
四、研究步骤1. 原材料准备：准备水泥、砂子、碎石、水等混凝土原材料，按照设计要求配合混凝土。
2. 混凝土试块制备：将混凝土原材料按照设计配合比进行拌和，制备混凝土试块，进行强度试验，确定混凝土的强度等级和配合比。
3. 混凝土梁制备：根据设计要求，制备不同尺寸的混凝土梁。
4. 抗弯试验：进行混凝土梁的抗弯试验，记录试验数据，如荷载值、挠度等。
5. 数据分析：对试验数据进行统计分析，分析混凝土梁的受力性能和破坏机理。
五、研究结果通过试验研究，我们得出了以下结论：1. 混凝土梁的抗弯强度随着混凝土强度等级的提高而增加。
2. 混凝土梁的抗弯强度随着混凝土梁截面尺寸的增加而增加。
3. 混凝土梁的抗弯性能主要表现为弯曲变形。
4. 混凝土梁的破坏机理主要为混凝土破坏和钢筋拉断。
六、研究结论本研究通过试验研究，探究了混凝土梁的抗弯性能，并分析了其受力性能和破坏机理。
通过研究结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 混凝土梁的抗弯强度与混凝土强度等级和梁截面尺寸有关。
2. 在混凝土梁的设计和施工中，应根据不同的工程要求和结构形式，选择合适的混凝土和钢筋配合比，并合理设计梁的截面尺寸，以达到最优的抗弯性能。
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共3篇
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共3篇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1传统的混凝土结构在使用过程中会出现裂缝、变形等问题，降低了结构的承载能力和使用寿命。
为了加强和修复这些受损的混凝土结构，通常采用纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）加固技术。
纤维增强复合材料是一种由纤维与基体材料复合而成的材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点，在工程结构的加固中得到了广泛的应用。
FRP加固技术将FRP片、FRP筋等材料加在混凝土结构受力位置，使得受损的混凝土结构得到了加固和修复，提高了结构的抗震性能和使用寿命。
然而，在进行FRP加固时，需要考虑的问题很多，如FRP加固材料的选择、加固方式的选择、加固数量、加固长度、加固局部施加程度等问题。
因此，在进行FRP加固之前，需要进行充分的基础试验和计算分析，为实际施工提供科学依据。
FRP加固混凝土结构的基本力学性能可以通过多种试验进行研究，如拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、压缩试验等。
拉伸试验是最基本的一种试验方法，能够测定FRP加固材料的抗拉强度、弹性模量、玻璃化温度、断裂伸长率等基本性能。
弯曲试验能够模拟混凝土结构在受外力作用下的变形情况，测定FRP加固后结构的抗弯承载力、变形性能等。
剪切试验主要用于测定FRP加固结构在受剪切作用下的抗剪强度、剪切模量等性能。
压缩试验用于研究FRP加固结构在受压作用下的抗压试验、变形性能等。
通过这些试验，可以评估FRP加固材料的力学性能，为混凝土结构的加固提供科学的依据。
FRP加固混凝土结构的长期受力性能也是需要研究的重要问题。
长期受力下，FRP加固结构的性能有可能发生变化，如水解、脱粘等问题，影响加固效果。
因此，在进行FRP加固混凝土结构时，需要进行长期的试验研究，以确定FRP加固的可靠性和耐久性。
长期受力下的FRP加固混凝土结构的性能研究可以采取多种试验方法。
混凝土梁抗弯性能试验方法
混凝土梁抗弯性能试验方法一、试验目的本试验的主要目的是对混凝土梁的抗弯性能进行测试，以评估其质量，并为实际工程设计提供参考。
二、试验原理混凝土梁的抗弯性能试验是通过施加一定大小的力矩，以测定梁的弯曲变形和破坏负载的试验方法。
试验时，将梁放置在两个支撑点之间，然后在梁的中央施加一定大小的荷载，以模拟实际工程中的负载情况。
在试验过程中，通过测量梁的挠度和荷载的变化，可以确定梁的强度和刚度，并且可以评估梁的质量和性能。
三、试验设备1. 试验机：使用电液伺服试验机，能够满足试样的负荷要求，同时具有精度高、稳定性好等优点。
2. 梁支撑：使用两个支撑点，可以固定和支撑试样，以保持试样在试验过程中的稳定性。
3. 荷载传感器：可以测量试样承受的荷载大小，并将其转换为电信号输出，以便记录和分析。
4. 位移传感器：可以测量试样的挠度大小，并将其转换为电信号输出，以便记录和分析。
5. 数据采集系统：可以采集和记录试验过程中的数据，并将其转换为图表和报告，以便分析和评估。
四、试验步骤1.试验前准备（1）选择试样：根据设计要求，从已经浇筑好的混凝土梁中选取代表性试样。
（2）试样处理：对试样进行处理，包括去除表面的污垢和松散物，以及对试样进行标记，以便于试验过程中的识别。
（3）试样尺寸：试样的尺寸应符合设计要求，并且应在试验前进行测量，以确保尺寸的准确性。
（4）试样湿度：试样的湿度应符合设计要求，并且应在试验前进行测量，以确保湿度的准确性。
2.试验过程（1）安装试样：将试样放置在两个支撑点之间，并固定在支撑点上，以保持试样的稳定性。
（2）施加荷载：使用试验机施加一定大小的荷载，以模拟实际工程中的负载情况。
在试验过程中，应按照设计要求逐渐增加荷载大小，直至试样发生破坏。
（3）记录数据：在试验过程中，应记录试样的荷载和挠度变化，以便后续分析和评估。
同时，应记录试验过程中的其他细节，如试样的破坏模式和破坏位置等。
3.试验后处理（1）数据分析：将试验过程中记录的数据进行分析和处理，如绘制荷载-挠度曲线、计算试样的弯曲刚度和弯曲强度等。
超高韧性水泥基复合材料加固混凝土结构的界面力学性能与耐久性能研究
超高韧性水泥基复合材料加固混凝土结构的界面力学性能与耐久性能研究一、本文概述本文旨在深入研究超高韧性水泥基复合材料（Ultra-High Toughness Cementitious Composites，简称UHTCC）在加固混凝土结构中的应用，特别是其在界面力学性能与耐久性能方面的表现。
混凝土结构的加固与修复一直是土木工程领域的重要研究课题，而UHTCC作为一种新型的高性能材料，具有优异的拉伸性能、裂缝控制能力以及耐久性能，因此在加固混凝土结构方面具有广阔的应用前景。
本文将首先介绍UHTCC的基本性能和特点，包括其组成、制备工艺以及力学性能等方面的内容。
随后，将通过实验研究和理论分析，探讨UHTCC与混凝土之间的界面力学性能，包括界面粘结强度、界面破坏模式等方面。
在此基础上，本文将进一步研究UHTCC加固混凝土结构的耐久性能，包括其在长期荷载作用、化学腐蚀、冻融循环等复杂环境下的性能退化规律及机理。
本文的研究结果将为UHTCC在加固混凝土结构中的应用提供理论基础和技术支持，有助于推动土木工程领域的技术创新和可持续发展。
本文的研究也有助于加深对高性能水泥基复合材料性能与行为的理解，为相关领域的学术研究提供有益的参考。
二、超高韧性水泥基复合材料概述超高韧性水泥基复合材料（Ultra-High Toughness Cementitious Composites，简称UHTCC）是一种新型的水泥基复合材料，其以水泥、细骨料、高分子聚合物纤维和特定添加剂为主要组成成分。
相较于传统的混凝土材料，UHTCC具有更高的拉伸强度、断裂能和韧性，这使得它在结构加固和修复领域具有广阔的应用前景。
UHTCC的显著特性在于其纤维增强机制。
通过在高分子聚合物纤维的加入，UHTCC在受到外力作用时，纤维能够有效地桥接裂缝，阻止裂缝的扩展，从而提高材料的延性和韧性。
特定添加剂的使用也能够优化UHTCC的微观结构，提高其力学性能和耐久性。
混凝土梁抗弯试验方法
混凝土梁抗弯试验方法一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的构件，其承受的主要荷载为弯曲荷载。
因此，混凝土梁的抗弯性能是评估其可靠性和安全性的重要指标之一。
本文将介绍混凝土梁抗弯试验的方法及步骤。
二、试验原理混凝土梁抗弯试验是通过施加一定的荷载，在混凝土梁上产生一定的弯曲应力，以测定其弯曲变形和破坏荷载。
试验的主要目的是确定混凝土梁的抗弯强度和变形性能。
试验过程中，需要测量荷载和位移，以绘制荷载-位移曲线，从而确定混凝土梁的抗弯强度和变形性能。
三、试验设备1. 试验机：按照国家标准要求，试验机的最大承载能力应大于或等于预期试验荷载，且应具有稳定的控制能力和精确的测量能力。
2. 测量设备：荷载传感器、位移传感器、应变计等。
3. 试件制备设备：混凝土搅拌机、模具、振动器等。
四、试验步骤1. 试件制备按照设计要求，制备混凝土试件。
一般情况下，混凝土试件为标准梁，其尺寸为100mm×100mm×500mm。
制备混凝土试件时，需注意混凝土的配合比、搅拌时间、振动时间等因素，以保证制备出的试件质量符合要求。
2. 试验前准备（1）将试件放置在试验机上，并调整试件的位置和姿态，以保证试件在试验过程中的稳定性。
（2）安装荷载传感器和位移传感器，并对其进行校准。
（3）安装应变计，并对其进行校准。
3. 试验过程（1）预加载荷载：将荷载施加到试件上，使其产生一定的预加载。
（2）施加荷载：从预加载荷载开始，逐渐增加荷载，直至试件破坏。
在荷载施加过程中，需记录荷载和位移数据，并计算应力和应变。
（3）停止荷载：当试件破坏后，应立即停止荷载，以避免试件进一步损坏。
4. 数据处理与分析（1）荷载-位移曲线：将试验过程中记录的荷载和位移数据绘制成荷载-位移曲线，用以分析试件的抗弯性能。
（2）计算抗弯强度：根据荷载-位移曲线，计算试件的抗弯强度。
一般情况下，抗弯强度的计算公式为：抗弯强度 = 破坏荷载 / 试件截面惯性矩。
侧贴预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究
Ｇ／ ２４ ０ ２０ Ｔ １９－ ０８的建议 取 为 ２３０ＭＰ ） ０ ａ ；其 余 ４
根为侧 贴预应 力 Ｃ ＲＰ板加 固梁 ，这 ４ 梁包 括 ２ Ｆ 根
基 金项 目：国家 自然科学基金资助项 目 （０ ６ ０ ２ ；广西 自然科学基金资助项 目 （０ ０ ＮＳ Ｂ １ ０ ６ ；广西科学研究 与技术开发项 ５７ ８ ０ ） ２ １ＧＸ Ｆ ０ ３ ０ ） 目 （９ ２ ０—３ ；广西教育厅科研项 目 （∞８ ８ ｌ２ ０ ９０ １１ ） ２ Ｏ Ｍｓ Ｏ ） 作者简介 ：邓朗妮 （ ９７ ） １ ７… ，女 ，广西梧州人 ，副教授 ，博士 。
侃
（ ．广西工学院 土木建筑工程系 ， １ 广西 柳州 ５ ５０ ；２ ４ ０ ６ ．广西大学 土木建筑工程学院 ， 广西 南宁 ５ ００ ； ３ ０ ４
筋混凝 土梁模型试件进行抗弯性能试验 ，研究预应力 碳纤维板 侧面加 固对 被加 固钢 筋混凝 土梁的承载 能力 、使 用阶段 变形和裂缝的影响 ，以及被加 固钢筋混凝 土梁使用 阶段碳纤维 板的应力 分布 和延 性。试验结果表 明 ：侧 贴 预应力碳纤维板加 固可明显提高受弯构件开裂 荷载及屈 服荷载 ，减小构 件使用 阶段的变形及 裂缝 ；两端可 靠
第 ５ 期
侧 贴预应力 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ板加 固混凝 土梁抗弯性 能的试验研究
２ ９
种 钢筋 混凝 土 梁受 拉钢 筋 的配 筋率 ，２ Ｃ ＲＰ板 种 Ｆ 的张拉 控制 应力 ，２ 预 应力 Ｃ Ｒ 种 Ｆ Ｐ板 的粘贴 高 度
等 ］ 。
共 设 计 ８根 用 于抗 弯 试 验 的钢 筋 混 凝 土 梁 试 件 。其截面 尺寸 为 ２０ｍｍＸ４０ｍｍ，全长 ３８０ ０ ０ ０
复合材料加固混凝土梁的力学性能研究
复合材料加固混凝土梁的力学性能研究一、研究背景混凝土结构是建筑中常见的一种结构形式，但由于其自身的性质，常常会出现裂缝和变形等问题，影响结构的稳定性和使用寿命。
因此，加固混凝土结构是一种有效的措施。
目前，常用的加固方法有钢筋加固、碳纤维加固、玻璃纤维加固等。
而其中，复合材料加固混凝土结构是一种新兴的加固方法，具有良好的机械性能和耐久性能，逐渐被广泛应用于工程实践中。
二、研究目的本研究旨在探究复合材料加固混凝土梁的力学性能，包括强度、刚度、变形等方面，为其在工程实践中的应用提供科学依据。
三、研究方法本研究采用实验室试验的方法，通过制作样品进行拉伸试验和弯曲试验，测量样品的强度、刚度和变形等指标，对比分析加固前后的差异。
四、试验准备1.材料准备：采用混凝土梁作为试验样品，复合材料采用碳纤维布。
混凝土采用强度等级为C30的混凝土，碳纤维布的数量和规格根据实际需要进行确定。
2.样品制备：制作出长度为1m，截面为20cm×30cm的混凝土梁，再将碳纤维布贴在梁的底部，并在上面涂上环氧树脂，待其干燥后进行加固。
3.试验设备：拉力试验机、弯曲试验机。
五、试验方案1.拉伸试验：将加固前后的混凝土梁置于拉力试验机上进行拉伸试验，测量其破坏荷载和变形。
2.弯曲试验：将加固前后的混凝土梁置于弯曲试验机上进行弯曲试验，测量其破坏荷载和变形。
六、试验结果分析1.强度指标：加固后的混凝土梁的破坏荷载明显提高，强度指标得到了明显改善。
2.刚度指标：加固后的混凝土梁的刚度指标也有所提高，说明其抗弯能力得到了增强。
3.变形指标：加固后的混凝土梁的变形指标相比加固前有所降低，说明其稳定性得到了提高。
七、结论本研究通过实验室试验的方法探究了复合材料加固混凝土梁的力学性能，发现加固后的混凝土梁的强度、刚度和稳定性都得到了明显的提高，说明复合材料加固混凝土梁是一种有效的加固方法，可以被广泛应用于工程实践中。
基于水泥基复合材料的混凝土梁修复加固研究
0引言钢筋混凝土材料的广泛应用，推动了现代建筑的发展。
钢筋混凝土受设计不当、气候条件或使用年限等因素的影响，结构质量日益下降，因此近年来对加固钢筋混凝土（RC ）结构的需求不断增加。
为提高钢筋混凝土梁的抗弯强度，许多研究者提出采用钢筋混凝土夹套、钢纤维增强混凝土（SFRC ）夹套、外部黏结钢板和纤维增强聚合物（FRP ）等措施提高混凝土力学性能［1］。
然而，钢筋混凝土夹套与混凝土的界面结合强度低，其脆性不适合提高混凝土延性；SFRC 护套与混凝土具有良好的界面黏结强度，但其延展性也较低［2］；FRP 和钢板会导致混凝土表面分层，容易过早失效。
因此，为有效地加强RC 结构，必须采用具有延展性的材料，以提高加固效果，提升梁的力学性能。
其中，聚乙烯醇混合纤维增强水泥基复合材料（ECC ）是一种特殊类型的工程水泥基复合材料，其在压缩和拉伸状态下都具有很高的延展性，并且具有较好耐火性，可以提高建筑物的抗震性能。
曹君辉等［3］发现SPH-ECC 和聚乙烯醇纤维工程水泥基复合材料（PVA-ECC ）与普通混凝土具有相似的界面黏结强度，然而PVA-ECC 的极限强度和耐火性较低，与单纤维增强ECC 相比，SPH-ECC 等混合纤维可以提供更高的极限强度和更好的耐火性，以及提供更好的钢筋防腐蚀保护［4］。
然而，目前鲜有研究评估使用混合纤维加强RC 结构的有效性。
基于此，本文旨在研究采用SPH-ECC 水泥基复合材料层和嵌入式钢筋的全尺寸加固RC 梁在破坏模式、荷载-中跨挠度曲线、开裂模式、界面黏结滑移、应变分布等方面表现出的性能。
研究的开展可为提高混凝土梁修复加固效果及水泥基复合材料的裂缝宽度控制能力提供参考。
1试验材料与方法1.1试样制备本研究选取1根未加固的RC 对比梁（CB ）和3根加固的RC 梁（SB-1、SB-2和SB-3），分别采用不同配置的SPH-ECC 水泥基复合材料层和内嵌钢筋进行四点弯曲荷载试验。
纤维复合材料加固再生混凝土梁试验方案设计
纤维复合材料加固再生混凝土梁试验方案设计一、研究目的再生混凝土是指利用废弃混凝土再加工制成新的混凝土，以此实现资源的循环利用。
但再生混凝土的机械性能较差，特别是在受力和耐久性方面存在问题。
为了提高再生混凝土结构的承载能力和耐久性，近年来研究人员开始采用纤维复合材料对再生混凝土进行加固修复，以期提升其力学性能，从而满足工程要求。
本研究旨在设计试验方案，对纤维复合材料加固再生混凝土梁进行试验研究，分析纤维复合材料对再生混凝土梁受力性能的影响，为工程实践提供技术支持。
二、试验设计1. 试验方案本试验设计采用纤维复合材料加固再生混凝土梁的方案进行，将再生混凝土梁分为加固组和空白组，对两组试件分别进行力学性能测试和耐久性测试，比较分析加固效果和纤维复合材料加固对再生混凝土梁耐久性的影响。
2. 材料准备2.1 混凝土强度等级为C30，配合比：水泥：砂：石子=1:2.8:3.4，水灰比=0.4。
2.2 纤维复合材料：采用碳纤维布，规格为2mm×300mm×1500mm。
3. 试验参数3.1 试验对象：直跨3m的混凝土梁。
3.2 试件尺寸：截面尺寸为180mm×180mm，长度为3m。
3.3 加固方式：采用表面粘贴法，在试件上下表面各贴一层厚度为1.5mm的碳纤维布。
3.4 加固区域选取：沿中轴线在梁头距离支座250mm处，同时加固上下两面表面。
3.5 试验载荷：采用四点弯曲载荷，试验载荷为0、1/3、2/3和最大承载力，依次进行。
3.6 试验条件：室内试验，湿度控制在50%左右，试验温度保持在20±2℃。
4. 试验步骤4.1 制备再生混凝土试件，并养护至28d龄期。
4.2 将试件分为加固组和空白组，重新标识编号。
4.3 对试件进行表面处理，清除松散物和污垢。
4.4 将试件加固区域涂上底漆，并烘干。
4.5 将碳纤维布铺于加固区域上，压实并涂上浸渍剂，待干燥。
4.6 进行力学性能测试，在0、1/3、2/3和最大承载力下，测量加固组和空白组试件的挠度和裂缝数量。
BFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能的试验研究的开题报告
BFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能的试验研究的开题报告一、研究背景随着建筑、桥梁等基础设施的大规模发展，钢筋混凝土结构的使用量也越来越大。
然而，随着使用年限的增长，钢筋混凝土结构可能会受到多种因素的影响而出现损坏，比如疲劳、增长、腐蚀等等。
为保障结构的安全和使用寿命，进行钢筋混凝土结构加固是非常必要的。
目前，加固钢筋混凝土结构最常见的方法就是采用碳纤维、玻璃纤维、碳玻璃纤维等复合材料对结构进行加固。
而基于生物复合材料的加固方法也逐渐受到人们的关注，其中最为代表性的就是BFRP（Basalt Fiber Reinforced Polymer）加固方法。
二、研究内容本研究将重点探讨BFRP加固钢筋混凝土梁在加固前后抗弯性能的变化情况。
具体内容包括：1. BFRP加固前后梁的尺寸测量。
2. 加固前后梁的弯曲试验，包括最大承载力、变位和变形等指标。
3. 通过对试验结果的分析探寻BFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能变化的原因。
三、研究意义本文研究成果对于钢筋混凝土梁的BFRP加固方法提供了新的实验数据，并为钢筋混凝土结构加固领域的研究提供了一定的借鉴意义。
四、研究方法1. 对梁进行几何尺寸测量，并记录相关数据。
2. 进行BFRP加固。
3. 对加固前后梁进行弯曲试验，并记录相关数据。
4. 分析试验结果，探究BFRP加固对梁抗弯性能的影响。
五、预期结果本研究预期可以获得BFRP加固钢筋混凝土梁在抗弯性能方面的实验数据，以及得出加固前后梁的强度、变形及变位等方面的变化情况分析，为BFRP加固钢筋混凝土结构提供新的实验数据和可行性分析。
最终目的为提高钢筋混凝土结构的耐久性和使用寿命。
钢丝-连续纤维复合板及其抗弯加固混凝土梁试验研究的开题报告
钢丝-连续纤维复合板及其抗弯加固混凝土梁试验研究的开题报告一、研究背景及意义近年来，复合材料在结构加固领域得到广泛应用。
钢丝-连续纤维复合板作为一种新型复合材料，具有高强度、高刚度、耐腐蚀、耐久性好等优点，被广泛应用于结构加固领域。
其中，钢丝的添加可以提高复合材料的强度和韧性，增强其耐久性和抗冲击能力。
因此，钢丝-连续纤维复合板的研究已经引起了广泛的关注。
本研究旨在通过对钢丝-连续纤维复合板及其抗弯加固混凝土梁试验研究，探索其在结构加固领域中的应用，为工程实践提供理论基础和技术支持。
二、研究内容1. 钢丝-连续纤维复合板的制备方法研究：通过文献调研和试验验证，探究制备钢丝-连续纤维复合板的最佳方法。
2. 钢丝-连续纤维复合板的基本性能研究：包括材料的力学性能、耐久性等方面的评价，为进一步应用提供理论依据。
3. 抗弯加固混凝土梁试验研究：通过试验验证钢丝-连续纤维复合板的加固效果，以及加固效果与加固板的加固位置、数量、布局等因素的关系。
4. 数值模拟研究：通过有限元数值模拟方法，分析钢丝-连续纤维复合板在结构加固中的作用机理，并研究不同参数对加固效果的影响。
三、研究方法1. 文献调研法：对钢丝-连续纤维复合板的制备方法、基本性能等进行综合文献调研并总结归纳。
2. 试验研究法：制备钢丝-连续纤维复合板并测量其力学性能、耐久性等参数，并通过对加固混凝土梁的试验研究评价其加固效果。
3. 数值模拟法：通过有限元数值模拟方法，分析钢丝-连续纤维复合板在结构加固中的作用机理，并研究不同参数对加固效果的影响。
四、预期结果及意义1. 钢丝-连续纤维复合板的制备方法：研究出钢丝-连续纤维复合板的最佳制备方法，实现复合板的规模化生产和应用。
2. 材料的基本性能：为应用提供理论依据，以及为后续的改进设计提供可操作性建议。
3. 抗弯加固混凝土梁试验研究：通过研究，得出不同加固方式、加固位置、数量、布局等因素对加固效果的影响，为结构加固提供实际应用的技术支持。
纤维复合材料加固再生混凝土梁试验方案设计
再生混凝土梁加固试验方案设计一、试验的背景及意义随着我国经济的迅猛发展，基础设施和各种建筑的修建需要的混凝土量日益增加，而旧的建筑物的拆除、改造，产生废弃混凝土的量也逐步上升，给我国的资源与环境造成了巨大的压力，给我们的可持续发展带来了挑战。
目前，怎样合理的利用建筑垃圾制备再生混凝土应用到实际工程中成为了研究的热点。
钢管再生混凝土、再生混凝土梁和再生混凝土柱等方面的研究已经在我国的科研院校广泛的开展起来了，并取得了一定的成果。
结果显示：钢管再生混凝土、再生混凝土梁和再生混凝土柱由于其再生骨料自身性能的降低其各项力学性能均有不同程度降低。
随着材料科学的发展，复合材料（碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维等）的各项力学性能均有提高，同时，复合材料纤维也应用到实际的建筑和桥梁的加固工程中，提高了建筑和桥梁的抗弯及抗剪强度，进一步加强了结构抗震性及安全性，提高了结构的实用寿命。
二、试验目的本实验主要利用碳纤维布加固不同替代率下（0%，50%和100%）的再生混凝土梁来研究加固后再生混凝土梁的刚度、延性、承载力、裂缝分布及其开展情况的变化，与我们前期已经完成的原生混凝土梁的试验做一对照分析，并对前期试验中没有主要到的细节加以分析，比如浇注混凝土的抗拉强度和弹性模量的测量；加固梁不同测点处应变片的响应情况（与后期的模拟作对照）；裂缝在加载过程中的开裂长度与宽度的实时跟踪曲线；以及临近破坏时裂缝的变化情况和破坏形态的改变。
对再生加固梁的疲劳试验力求细致，对裂缝的宽度及其走向要记录好。
最后，在实验进行中要对梁的挠度和裂缝走向做实时观测记录，便于以后模拟与计算时对不同加载阶段的分析对照。
三、试验设备电液伺服万能试验机（W AW-100/300/300A）、岛津疲劳试验机应变测试仪DH-3816测量相应的静态应变变化动态数字应变仪采集试验数据LVDT位移传感计、百分表电阻应变片……四、试验内容1、再生混凝土基本性能的试验，包括骨料的表观密度、吸水率、堆积密度与空隙率，再生骨料的压碎指标，不同再生骨料取代率下的再生混凝土立方体抗压和抗折强度试验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高强玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料加固混凝土梁的抗弯试验研究杨建中 熊光晶 严 州 谢国柱 陈鸿斌 刘金伟(汕头大学土木系)摘要:以高强玻璃纤维(SG F)布与碳纤维(CF)布混杂加固混凝土梁,进行对比试验研究,结果表明,与单一CF 布加固相比,SG F/CF 布混杂加固不仅使梁的延性显著提高,加固成本大幅降低,而且承载力也略有提高,仅刚度略为降低。
简要讨论了耐久性问题。
关键词:高强玻璃纤维布;碳纤维布;混杂纤维复合材料;混凝土梁中图分类号:TU3751202 文献标识码:A 文章编号:10002131X (2004)0720018205EXPERIMENTAL STUDY ON FIEXURA L STRENGTH OF HYBRID CF/SGF COMPOS ITESTRENGTHENING CONCRETE BEAMSY an g J ian zhon g X ion g G uang jing Y an Zhou X ie G uo zhu Chen Ho ngbin Liu Jin wei(Shantou Universi ty)Abstract:Test of comparison between the single carbon fibre strengthening c oncrete and strengthening reinf orced c oncrete (RC)beams with hybrid carbon fibre (CF)and high strength glass fibre (S GF)and CF sheets strengthening c oncrete was carried out.It was show n from results that,the hybrid fiber reinf orced polymer (HFRP)strengthening c oncrete beams ob 2tained not only a significant increase of ductility but also a re markable decrease of strengthening cost with a slight increase of load carrying capacity and a little decrease of stiff ness c ompared with the C F sheet strengthened beams.The durability was briefly discussed as w ell.Keywor ds:High strength glass fiber sheet;carbon fiber sheet;hybrid fiber reinforced polymer;concrete beams收稿日期:2002-07-071 引 言目前国内外都是分别使用单一碳纤维(C F)布或单一玻璃纤维(G F)布加固混凝土结构。
两种材料的优缺点都很明显:CF 的强度和弹性模量都很高,但延伸率低且价格高,而G F 的价格便宜且延伸率大,但弹性模量较低。
对此,汕头大学进行了以国产普通G F 布与进口C F 布混杂加固梁的探索性试验研究[1],结果表明这种混杂纤维复合材料(HFRP)加固方式能使两种纤维相互扬长补短,在保证承载力的前提下,提高延性并降低成本。
但由于普通GF 的强度、弹性模量和延伸率分别仅为350M Pa 、117@104M Pa 和213%,故采用层数相对很多(工时长且耗胶量较大)时才能出现正混杂效应[2]。
在承载力提高幅度相同的条件下,普通G F 布与CF 布混杂加固梁的延性仅比CF 布加固梁提高20%左右,加固成本(只考虑材料费和劳动力)下降20%左右。
因此,在本研究中提出以国产高强玻纤(SG F)布与CF 布HFRP 加固混凝土梁的方案。
SG F 的力学性能和耐久性均远优于普通G F 。
例如,南京玻璃纤维研究院产航天航空用的SG FW 型SG F 的强度为4020M Pa,弹性模量813@104M Pa,延伸率4185%。
价格为70元/m 2,不到CF 的1/3,而延伸率却是C F 的3倍多。
根据HFRP 领域的研究成果[2],由于S GF 的延伸率显著高于普通G F,用S GF 与CF 混杂而成的HFRP 可具有/屈服0特征,(如图1所示),混杂效应更佳。
为此,笔者提出进行SGF/C F 布混杂加固混凝土梁和CF 布加固混凝土梁的对比试验研究。
为更合理评估试件延性,还提出了一种改进的试验试件安排方法。
此外,还对耐久性问题进行了简要讨论。
第37卷第7期土 木 工 程 学 报Vol 137 No 17 2004年7月CHIN A CIVIL E NGINEERIN G JO URN ALJuly .2004图1各种FRP的R-E示意图Fig11R-E Stretches o f various FRPs2对比试验211混凝土梁试件、加固材料混凝土梁设计尺寸为125@200@2300mm,混凝土材料配合比为:水泥B砂B石头B水=1B1150B2141B 0144,立方体抗压强度平均值为40M Pa。
如表1和图2所示,A组梁配2根直径10mm螺纹钢筋,屈服强度411M Pa,弹性模量210@105M Pa,配筋率为0176%;B组梁配2根直径12m m螺纹钢筋,屈服强度606M Pa,弹性模量211@105M Pa,配筋率为1110%。
箍筋和架立筋均为58圆钢,屈服强度233M Pa,弹性模量211@105M Pa。
选用南京产01167mm厚SGFW型S GF布(纤维性能见引言);选用日本进口CF布(上海编织),厚度为0111mm,纤维抗拉强度3652MPa,弹性模量252G Pa,延伸率为115%,价格为250元/m2。
以上数值均为厂家提供。
考虑到加固对梁的增强是由纤维和胶黏剂组成的复合材料(FRP)提供的,且FRP的性能通常远低于纤维性能[3],根据加固方式用相应的纤维布制作FRP试件进行拉伸试验,测得结果如表1所示。
表1梁编号、加固用的FRP性能Table1Number of beam and properties of FRPsfor str engthening梁编号加固方式FR P实测性能厚度(m m)强度(MPa)E(GPa)成本(元/m2) P A(对比梁A)))))1C125mm宽碳布一层01351459122163252C125mm宽碳布两层01581501124619193 018C/1G11018C/1G12100mm宽碳布一层和125mm宽玻纤布一层016215788212383119 P B(对比梁B)))))注:加固成本包括材料费和人工。
212梁的加固和编号参照文献[4]工艺,对梁进行加固。
为使梁破坏以跨中FRP拉断为标志,将纤维布在梁两端弯起粘贴,如图2所示。
应当说明,两端弯起粘贴是为简化试验而设计,实际工程中无法实现。
实际工程中可在梁端设U形箍以取得FRP拉断破坏模式[4]。
根据加固方式对梁分别编号,如表1、2所示。
213试验加载及数据采集采用M TS液压伺服系统)分配梁加载装置(图2),荷载由应力传感器测量。
应变片沿梁截面高布置情况如图3a所示,在混凝土上半部贴三片应变片,在每根受拉钢筋上贴钢筋应变片,在纤维布上贴两片应变片,用电子位移计测量梁中部位移。
加载速度为200N/s,荷载超过50kN后以位移控制,速度为0104mm/s。
以上测试数据均用I MP数据采集系统自动采集处理。
3试验结果与讨论所有试件的钢筋屈服时的荷载和位移,加固失效前荷载位移和FRP应变值如表2所示。
图3和图4分别为典型试件截面应变图和各梁的荷载-跨中挠度曲线。
图2试验梁配筋及加载示意图单位(mm)Fi g12Sketch o f rei nfo rcing detail and loading of specimen#19#第37卷第7期杨建中等#高强玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料加固混凝土梁的抗弯试验研究表2 梁加载试验结果Table 2 Loading test r esults of var ious beams梁号钢筋屈服时荷载(kN)/位移(m m)FRP 断裂时荷载(kN)试验值/计算值FRP 断裂时的位移(m m)/FRP 应变(%)挠度延性L $=$u /$y /能量延性L E =E u /E yP A 19150/312629138/2912246140/)1412/321361C 26111/519940170/3619128119/11034171/9168018C/1G 1135171/719555177/5618044171/11695162/11178018C/1G 1234132/713559121/5618046123/11786129/121352C 38145/711054191/501252213/01953114/7164P B48111/710758130/5717548181/)6190/15131(a)应变片沿梁截面高布置情况 (b)梁跨中截面应变图(c)梁跨中截面应变图 (d)018G/1G1梁跨中截面应变图图3 型试件截面应变图Fig 13 Strain distribu tions of ty pical specimen sections311 加固失效状态由图4可见,对比混凝土梁均表现为典型的适筋梁破坏。
FRP 加固梁随着纤维布粘贴的种类和数量不同,而表现出不同的工作性能,但均以FRP 断裂为失效标志。
1C 梁与2C 梁的FRP 断裂后荷载-位移曲线急速下降到P A 梁的极限荷载左右并保持一段平稳,表明加固梁已褪化成普通梁继续工作,直到混凝土受压区压坏。
两根018C/1G 梁加载超过50kN 左右时开始间断地发出纤维拉断声,但表面GF 完好无损,由此可判断里侧的CF 正开始第一次断裂,此时的HFRP 应变为1111%左右,高于1C 梁和2C 梁的CFRP 断裂延伸率(1103%和0195%)。
018C/1G 梁的HFRP 断裂延伸率达117%左右,显著高于CFRP 加固梁。
揭开被破坏的HFRP 加固试件下的S GF 布可观察到在纯弯段几处开裂比较大的地方的CF 布均已断裂,表明CF 布经历了多次断裂,断裂后仍以短纤维形式对梁刚度起作用。
#20# 土 木 工 程 学 报2004年图4 各梁荷载-位移曲线Fig 14 Load-deflection curve for ev ery beam312 钢筋屈服时荷载、刚度和极限荷载1C 梁、018C/1G 梁和2C 梁的屈服荷载分别比P A梁高3318%、7919%和9712%。