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表层嵌贴CFRP-混凝土结构的弹性半解析解
2025年
【目的】深入了解表层嵌贴碳纤维复合材料-混凝土结构的力学性能,探究环氧树脂胶内部位移和应力分布规律。【方法】将开槽内的环氧树脂胶及碳纤维复合材料板条简化为二维平面应变模型,并考虑切应力沿胶层厚度方向的分布规律来建立环氧树脂胶位移的控制方程,用复数项级数法得到控制方程的弹性半解析解。【结果】弹性半解析解可以描述切应力沿胶层厚度方向的分布规律:切应力呈开口向下的抛物线形分布越靠近加载端,抛物线的弧度越大。将弹性半解析解结果与有限元模拟结果对比,可发现:水平位移峰值的解析结果与二维有限元模拟结果相差4.66%,与三维有限元模拟结果相差14.79%;切应力峰值的解析结果与二维有限元模拟结果相差3.58%,与三维有限元模拟结果相差17.85%。将弹性半解析解结果与试验结果对比,发现解析结果与试验结果在线弹性范围内基本吻合。【结论】弹性半解析解可直接计算线弹性阶段内环氧树脂胶的位移及切应力,可为表层嵌贴碳纤维复合材料板条‒混凝土结构的安全性评估与设计提供一种新的、简便的、高效的计算方法。
王恒佳潘军彭晖赵冰
关键词:表层嵌贴碳纤维复合材料混凝土结构加固环氧树脂胶
一种CFRP混凝土结构用锚具以及CFRP筋压接锚固施工工艺
本发明公开了一种CFRP混凝土结构用锚具以及CFRP筋压接锚固施工工艺,包括如下步骤:S1、测量CFRP筋锚固深度、间距、倾角和锚具数量,清理锚固位置确保没有杂物、浮土和积水,根据锚具直径在锚固点进行钻孔,精准测量钻孔...
韩泽斌许国文杨燕朱敏吴盼刚马荣沈义超
一种先张法CFRP混凝土空心板、张拉锚具及施工方法
本发明公开了一种先张法CFRP混凝土空心板、张拉锚具及施工方法,其包括CFRP压纹筋、骨架结构、螺旋筋、PVC管,垫块以及混凝土,垫块分别置于底板钢筋下侧和两侧竖向钢筋外侧,CFRP压纹筋等距分布并置于骨架结构中并对其...
韩泽斌许国文朱敏杨燕崔景涵李超吴盼刚董少锐
CFRP加固混凝土柱复合受扭性能研究
2025年
为研究CFRP加固混凝土柱的复合受扭性能,文章以配筋率和CFRP加固方式为参数,设计了4个CFRP加固混凝土柱,进行了在压弯剪扭复合受力状态下的单调受扭试验,研究其破坏机理和扭矩-扭率曲线特征,并用ABAQUS软件进行模拟对比分析。结果表明,CFRP加固复合受扭柱在剪应力叠加面碳纤维布断裂后发生破坏;CFRP加固能有效提高混凝土柱的极限扭矩;加固方式对柱的性能影响较大,竖贴加横贴加固方式效果最好,其次是横贴,最后是竖贴,纵筋配筋率对柱性能影响较小。
李金彪邵永健
关键词:CFRP混凝土柱复合受扭
一种抗震型CFRP混凝土柱及其施工方法
本发明公开了一种抗震型CFRP混凝土柱及其施工方法,本方案由混凝土、抗剪套筒、锚固套筒,若干CFRP片状箍筋与若干CFRP编织纵筋配合构成;其中,若干CFRP片状箍筋形成若干的CFRP片状箍筋层,并沿混凝土柱延伸方向依...
韩泽斌亓立刚许国文杨燕白洁王震宇沈海娟
树脂预浸技术提升CFRP-混凝土界面力学性能研究
2025年
碳纤维增强复合材料(CFRP)已被广泛应用于混凝土结构加固工程中,但CFRP-混凝土界面常因为表层混凝土薄弱区的过早破坏而影响加固效果。鉴于此,本文采用不同浓度树脂预浸(Resin Pre-Coating, RPC)溶液对混凝土表面进行预浸处理以增强其表层力学性能。分析并阐明了体积浓度为10%~50%的RPC溶液处理混凝土表面对CFRP-混凝土界面承载力、界面应力分布及黏结-滑移关系等的影响规律及其增强机理。结果表明,RPC处理可以使环氧树脂有效渗入混凝土表层的微裂缝和孔洞,固化后的环氧树脂与混凝土之间形成机械咬合作用,能有效提高CFRP-混凝土界面力学性能,改善界面破坏形式。针对本文试验的C40混凝土,采用体积浓度为30%的RPC溶液处理,可以有效避免混凝土过早破坏,使胶层强度得到充分利用,与未经RPC处理的对照组相比,界面极限承载力提高了78.4%,界面抗剪强度和界面剪切断裂能分别提高了71.1%和3.66倍。
房恩惠杨树桐庞瑞阳孙忠科兰天
关键词:表面处理复合材料
CFRP加固混凝土梁防火保护构造方法试验研究
2024年
CFRP 加固混凝土梁防火保护构造研究过程中,发现在高温下附着在混凝土梁表面的防火材料有较为严重的脱落现象。为了保障 CFRP 加固混凝土梁在火灾情况下仍旧保持稳定,防止防火材料在火灾情况下脱落伤人,本文将针对 CFRP 加固混凝土梁防火保护构造方式做出探究。实验过程中采用了多种方式,研究了不同材料在 CFRP 加固混凝土梁防火效果,同时对 CFRP 加固混凝土梁的防火构造进行了相应设计,保障了 CFRP 加固混凝土梁在火灾状况下的稳定性。
刘冰
关键词:CFRP加固混凝土梁
CFRP加固混凝土界面粘结-滑移数学模型解析研究
2024年
采用CFRP(碳纤维增强复合材料)加固混凝土是一种新型的加固方式,界面的粘结-滑移关系更是研究高温环境下加固混凝土结构性能与破坏行为的重要基石。对此,本文简述了高温环境下混凝土损伤分析模型与常用的加固方法,设计与制备CFRP-混凝土试件,进行高低温循环作用下双面剪切试验,分析了混凝土强度等级、高低温循环次数对界面破坏形态和极限承载力的影响,基于双线性模型,通过对试验数据拟合,建立了高低温循环作用下界面的粘结-滑移数学模型,提出了CFRP-混凝土界面最大剪应力、最大滑移量、初始刚度等参数的表达式。
程双青
关键词:高温环境数学模型
预应力CFRP钢筒混凝土管锚具性能试验研究
2024年
针对预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,简称PCCP)在使用过程中预应力钢丝易氢脆及锈蚀现象,提出使用CFRP布替代预应力钢丝的思路,并设计新型预应力CFRP锚具,解决CFRP布在PCCP上的锚固问题。文章首先设计并制作了固定端及张拉端锚具,固定端锚具采用缠绕式复合锚具,以先固定后张拉的方式应用在PCCP承口位置;张拉端锚具采用加嵌条带齿平板锚具,以先张拉后固定的方式应用在PCCP插口位置。然后针对锚具进行拉拔试验,最后对该锚具系统开展放张后的预应力损失试验。结果表明:固定端和张拉端锚具盖板螺栓扭矩分别为3 N·m和5 N·m时,CFRP布均为拉断破坏,且拉应力分别可以达到其极限拉应力的90.7%和88.3%;在本文试验条件下,较高应力水平下的CFRP布预应力损失仅为5.84%,满足工程要求。In order to avoid wire breakage due to hydrogen embrittlement or corrosion in prestressed concrete cylinder pipes (PCCP), this paper proposes a method of wrapping CFRP sheets instead of prestressed steel wires around the structures. Moreover, innovative anchors that were used for prestressed CFRP sheets were designed to transfer the forces from CFRP sheets to the body of PCCPS. Firstly, the post-tensioning anchor, which had a shaft to wrap CFRP sheets around it through a groove to grip and prestress the CFRP, and the pre-tensioning anchor, which consisted of two steel plates with embedded strip teeth, were proposed and manufactured. The post-tensioning and pre-tensioning anchors were applied at the socket and spigot end of PCCPs, respectively. Secondly, these two anchors were tensioned experimentally to investigate the tensile performance. Finally, the prestress loss of CFRP sheets anchored with the above anchors was tested. The results show that the failure mode was the sudden tensile failure of the CFRP sheets outside of the anchors when a torque of 3 N·m and 5 N·m was applied on each bolt in the post-tensioning an
李煜晓雷亚娟郭旭董志彦茹宁刘桂荣
关键词:预应力钢筒混凝土管CFRP布锚具拉拔试验
加载速率对CFRP加固混凝土梁断裂特性影响研究被引量:2
2024年
采用CFRP加固带裂缝混凝土梁,能明显提高构件的承载力和刚度,减小结构变形并延缓裂缝的扩展。由于混凝土材料本身和CFRP-混凝土界面的率敏感性,在动态加载速率下CFRP加固梁的断裂性能与准静态荷载下有着明显不同。为研究CFRP加固混凝土梁的动态力学性能,通过不同加载速率下三点弯曲梁断裂试验,对比分析了0.000 5、0.1、1、10 mm/s加载速率下CFRP加固预裂混凝土梁的断裂性能。结果表明:CFRP混凝土梁裂缝扩展过程中承担着很强的阻裂作用和增强效果,与未加固混凝土梁相比,CFRP加固混凝土梁的极限荷载得到显著提高;随加载速率提高,混凝土梁固有的阻裂性能和断裂过程区骨料黏聚力的阻裂作用提高,混凝土梁断裂面骨料被拉断的数量增多,裂缝扩展路径更趋向平直;最后计算得到不同加载速率下CFRP加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线,分析了不同加载速率下CFRP加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线的变化规律。
赵少伟冯心淏郭蓉郭喜旺
关键词:加载速率

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彭晖
作品数:154被引量:1,108H指数:21
供职机构:长沙理工大学
研究主题:预应力 表层嵌贴 地聚物 偏高岭土 受弯构件
刘永军
作品数:149被引量:278H指数:9
供职机构:沈阳建筑大学土木工程学院
研究主题:火灾 温度场 有限元分析 耐火性能 有限元
张建仁
作品数:469被引量:2,240H指数:23
供职机构:长沙理工大学
研究主题:桥梁工程 锈蚀 桥梁 斜拉桥 时变可靠度
唐元琳
作品数:5被引量:3H指数:1
供职机构:沈阳建筑大学土木工程学院
研究主题:CFRP-混凝土 钢-混凝土 组合柱 圆截面 耐火性能
刘生纬
作品数:32被引量:83H指数:6
供职机构:兰州交通大学
研究主题:硫酸盐 混凝土 硫酸盐环境 混凝土界面 CFRP