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考虑二次受力的UHPC加固RC桥墩轴压承载力研究

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桥梁建设 2022年第5期52卷 28-35页

作者：林上顺陶志蕾夏樟华林龙镁赵锦冰福建省土木工程新技术与信息化重点实验室(福建工程学院) 福建福州350118 福州大学土木工程学院福建福州350108 皓耀时代(福建)集团有限公司福建福州350108

为解决素超高性能混凝土(UHPC)在钢筋混凝土(RC)桥墩加固中出现的脆性破坏问题,以初始应力水平为参数,设计3根矩形RC桥墩试件(1根未加固,2根采用内置钢筋网的UHPC加固)进行桥墩轴压承载力研究。考虑实际桥墩加固存在的二次受力情况,通... 详细信息

为解决素超高性能混凝土(UHPC)在钢筋混凝土(RC)桥墩加固中出现的脆性破坏问题,以初始应力水平为参数,设计3根矩形RC桥墩试件(1根未加固,2根采用内置钢筋网的UHPC加固)进行桥墩轴压承载力研究。考虑实际桥墩加固存在的二次受力情况,通过轴压极限承载力试验分析其破坏过程和承载性能;采用Abaqus软件建立试件有限元模型,分析UHPC加固厚度和抗压强度对试件轴压极限承载力的影响;根据试验和有限元分析结果,提出当UHPC加固厚度大于界限厚度时的UHPC加固桥墩的轴压极限承载力简化计算公式。将公式的计算值与试件的试验实测值、有限元计算值进行比较,结果表明:与未加固桥墩相比,2根UHPC加固桥墩的轴压极限承载力分别提升了173%、159%,UHPC加固桥墩的轴压极限承载力随初始应力水平的提高而降低;UHPC加固桥墩的轴压极限承载力随UHPC加固厚度和抗压强度的增大而增大;所提出公式的计算结果具有较高的计算精度,可为二次受力状态下UHPC加固RC桥墩的轴压极限承载力计算提供理论依据。

关键词：钢筋混凝土桥墩 UHPC加固二次受力极限承载力轴压试验有限元法

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二次受力情况下深埋盾构隧道力学特性研究

现代隧道技术 2022年第S1期59卷 595-601页

作者：鲁飞庞小朝沈皓王康任顾问天深圳市前海建设投资控股集团有限公司深圳518000 铁科院(深圳)研究设计院有限公司深圳518000 同济大学地下建筑与工程系上海200092

为探究二次受力情况下深埋盾构隧道衬砌结构的力学特性及破坏模式,结合深圳前海—南山深埋排水隧道工程开展了足尺试验研究。介绍了试验加载和测试方案,并对试验现象和数据进行了分析,得出了结构在二次受力情况下的受力特征。试验结果表... 详细信息

为探究二次受力情况下深埋盾构隧道衬砌结构的力学特性及破坏模式,结合深圳前海—南山深埋排水隧道工程开展了足尺试验研究。介绍了试验加载和测试方案,并对试验现象和数据进行了分析,得出了结构在二次受力情况下的受力特征。试验结果表明:试验结构的破坏链为259.75°纵缝内弧面、191.25°纵缝外弧面、348.75°纵缝外弧面混凝土相继压碎,最后90°管片主筋屈服,形成4个塑性铰后丧失承载能力。二次加载后,结构在加载至侧压力系数1.07时变形开始有所恢复;加载至侧压力系数1.18时,仍有56%的残余变形无法恢复。

关键词：深埋盾构隧道足尺试验二次受力破坏模式

高强钢绞线网/ECC加固RC梁二次受力试验

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复合材料学报 2023年第8期40卷 4670-4681页

作者：李可陈翔范家俊牛自立张哲郑州大学土木工程学院郑州450001 河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司郑州450001

高强钢绞线网/工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)作为新型高性能复合材料,充分利用了高强钢绞线网及ECC优良的力学性能,具有超高延性、韧性、优异的裂缝控制能力及强度高等优点。为探究二次受力对该新型复合... 详细信息

高强钢绞线网/工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)作为新型高性能复合材料,充分利用了高强钢绞线网及ECC优良的力学性能,具有超高延性、韧性、优异的裂缝控制能力及强度高等优点。为探究二次受力对该新型复合材料加固钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)梁受弯性能的影响,本文考虑是否持载加固、原梁损伤程度、纵向高强钢绞线配筋率的影响,进行了高强钢绞线网/ECC加固RC梁受弯试验,分析了二次受力对加固梁受弯性能的影响机制,探明了各影响因素对持载加固RC梁受弯性能的影响规律。结果表明:采用高强钢绞线网/ECC持载加固RC梁,使原梁承载力、刚度、延性、韧性分别提升了38%~65%、20%~81%、0%~18%、33%~116%,且能很好约束RC梁裂缝而减小裂缝宽度;相比于卸载加固梁,持载加固梁的加固层由于存在明显应变滞后,对原梁混凝土裂缝约束效果变差,其受弯承载力、刚度、韧性有所降低,但其延性有所提高;持载加固梁的受弯承载力、刚度、延性、韧性随原梁损伤程度增加而降低,而随钢绞线配筋率的适当提高而增大。

关键词：高强钢绞线网/ECC 二次受力持载加固损伤程度钢筋混凝土梁

二次受力下绿色纤维增强水泥基复合材料加固RC梁抗弯性能数值仿真模拟

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建筑结构 2022年第S1期52卷 2114-2119页

作者：李妍李冬一吉林建筑大学土木工程学院长春130118 寒地绿色建筑技术吉林省工程研究中心长春130118

利用回收胎圈钢丝通过机械截断、摩擦剥离橡胶等自动化工序制成绿色纤维与C40混凝土组合形成绿色纤维增强水泥基复合材料,可应用于混凝土结构加固补强。此种材料既能促进建筑业可持续发展,也能为我国“碳达峰”、“碳中和”战略目标的... 详细信息

利用回收胎圈钢丝通过机械截断、摩擦剥离橡胶等自动化工序制成绿色纤维与C40混凝土组合形成绿色纤维增强水泥基复合材料,可应用于混凝土结构加固补强。此种材料既能促进建筑业可持续发展,也能为我国“碳达峰”、“碳中和”战略目标的实现提供有效途径。使用增大截面法对二次受力情况下的RC梁进行加固,利用ABAQUS有限元软件对采用不同加固材料的RC梁进行数值仿真模拟。通过对5根RC梁进行数值模拟分析,分别得出试件的应力分布云图、损伤云图及荷载-挠度曲线。结果表明,增大截面法能够有效提高RC梁的刚度和极限承载力,加固层掺入纤维不但可以增强加固层与原梁的黏结效果,还能有效抑制裂缝,确保加固梁的整体性。而当体积掺率为1.5%时,绿色纤维较普通纤维加固效果更明显。当绿色纤维的体积掺率降低至1.0%时,梁的加固效果明显降低了,体积掺率提升至2.0%时,加固效果提升不明显,且延性略微降低。

关键词：二次受力绿色纤维增强水泥基复合材料增大截面法数值仿真模拟

考虑二次受力的UHPC加固RC墩偏压极限承载力

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工程力学 2022年

作者：夏樟华王明鎏林上顺林龙镁黎雅乐福州大学土木工程学院江苏开放大学建筑工程学院福建省土木工程新技术与信息化重点试验室(福建工程学院)

为揭示考虑二次受力UHPC加固桥墩偏压受力的损伤机理和极限状态，设计制作了UHPC加固RC墩和未加固墩构件，并进行了相应的试验研究和理论分析，并与未加固柱进行了比较。开展了考虑二次受力的UHPC增大截面法加固RC桥墩的小偏压试验，研... 详细信息

为揭示考虑二次受力UHPC加固桥墩偏压受力的损伤机理和极限状态，设计制作了UHPC加固RC墩和未加固墩构件，并进行了相应的试验研究和理论分析，并与未加固柱进行了比较。开展了考虑二次受力的UHPC增大截面法加固RC桥墩的小偏压试验，研究了不同初始受力条件下加固墩的破坏模式和极限承载力。结合有限元模型讨论了UHPC抗压强度、加固层的厚度和配筋率对极限承载力的影响。根据极限状态下的受力特性和平衡关系，推导了UHPC加固RC墩偏压极限承载力计算公式。结果表明，UHPC搭配钢筋网加固墩小偏压承载力与未加固墩相比，提升幅度达到了183%以上。UHPC强度对试件极限承载力的影响较大，UHPC厚度增大对加固试件承载力提高也较明显，加固层配筋率对构件承载力的提高影响较小。初始荷载的增大会降低原墩的混凝土利用率，降低加固墩的极限承载力。所提出考虑二次受力公式的计算承载力与实测值误差在3%之内，与有限元计算值误差在8%之内，具有较高的计算精度。研究结果可以为UHPC加固RC墩偏压承载力计算提供理论依据。

关键词：桥墩 UHPC加固二次受力偏压极限承载力

二次受力下自密实混凝土加固框架节点抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2012年第5期33卷 150-156页

作者：郑建岚吴文达福州大学土木工程学院福建福州350108

通过对3个自密实混凝土加固框架中节点和1个未加固的对比框架节点进行二次受力下自密实混凝土框架节点的拟静力试验,研究不同初始受力对自密实混凝土加固节点抗震性能的影响。柱轴压比为0.3,梁端初始力为0、0.25、0.50倍的被加固试件预... 详细信息

通过对3个自密实混凝土加固框架中节点和1个未加固的对比框架节点进行二次受力下自密实混凝土框架节点的拟静力试验,研究不同初始受力对自密实混凝土加固节点抗震性能的影响。柱轴压比为0.3,梁端初始力为0、0.25、0.50倍的被加固试件预估梁端开裂荷载。通过对试件破坏过程、新老钢筋应变、荷载位移滞回曲线等试验结果的分析得出:采用自密实混凝土增大截面法加固框架节点,新老混凝土的协同工作性能良好;考虑初始受力的影响,加固节点的极限荷载、极限位移、梁端位移延性系数等都会降低,且降低的程度随梁端初始荷载的增大而增大,在加固设计中应予以考虑。

关键词：框架节点自密实混凝土加固二次受力拟静力试验抗震性能

考虑二次受力的CFRP布加固RC梁短期挠度研究

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工程抗震与加固改造 2023年第4期45卷 130-137,155页

作者：毛宇欣黄俊豪钱永久中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究二次受力对CFRP抗弯加固混凝土梁桥短期挠度的影响,完成了5根RC简支梁在不同持载水平下的CFRP布抗弯加固试验,基于试验结果修正了现有CFRP布加固梁短期截面刚度计算公式,继而推导了考虑二次受力的加固梁短期挠度计算方法。结果表... 详细信息

为研究二次受力对CFRP抗弯加固混凝土梁桥短期挠度的影响,完成了5根RC简支梁在不同持载水平下的CFRP布抗弯加固试验,基于试验结果修正了现有CFRP布加固梁短期截面刚度计算公式,继而推导了考虑二次受力的加固梁短期挠度计算方法。结果表明CFRP布加固对梁屈服后的截面刚度提升较大,可达未加固梁的1.65倍;当初始荷载由未加固梁极限荷载的10%增至90%时,加固后梁的截面刚度提升幅度由6.46%降至0.80%,二次受力对正常使用阶段RC梁加固后的刚度提升有不利影响;二次受力加固梁的极限挠度相比直接加固梁分别增加了8.95%、28.31%和59.54%,表明当破坏由CFRP应变控制时,二次受力对加固梁的延性发挥有利。

关键词：桥梁工程钢筋混凝土梁 CFRP加固二次受力短期挠度分段叠加法

FRP刚性网格-ECM加固混凝土梁二次受力抗剪性能研究

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FRP刚性网格-ECM加固混凝土梁二次受力抗剪性能研究

作者：刘卓泽长沙理工大学

学位级别：硕士

随着结构服役时间增长,结构损伤不断积累,导致结构可靠性不断降低。因此,亟需改进加固技术来提升结构承载力,保证结构正常服役时间。纤维增强复合材料(FRP)以其轻质高强、施工简便、耐腐蚀等优点,成为了国内外学者的研究热点。近年来,... 详细信息

随着结构服役时间增长,结构损伤不断积累,导致结构可靠性不断降低。因此,亟需改进加固技术来提升结构承载力,保证结构正常服役时间。纤维增强复合材料(FRP)以其轻质高强、施工简便、耐腐蚀等优点,成为了国内外学者的研究热点。近年来,国内外学者提出使用FRP刚性网格—环氧树脂砂浆(ECM)来加固混凝土结构。该技术通过让FRP刚性网格与ECM形成一个复合加固层并与原构件粘结构成整体,以此提高构件的承载力与刚度。目前,对该技术的研究还处于初期阶段,并未考虑二次受力等相关因素对加固构件的影响,与实际工程中的加固流程有所偏差。因此,本文基于二次受力下改变网格尺寸及加固方式为条件对FRP刚性网格—ECM加固RC梁进行抗剪性能试验及理论分析研究。本文的主要研究内容如下:(1)使用FRP刚性网格—ECM加固钢筋混凝土梁能够增大梁体刚度,提高其延性,还能有效延缓主斜裂缝的发展,改变部分裂缝形态,形成阶梯式裂缝。FRP刚性网格受力过程中竖向纤维条所承担的剪力远大于水平纤维条,且其水平纤维条发挥作用滞后于竖向纤维条,但这种滞后作用随施加预加荷载幅值达到50%Pu及以上后逐渐减小。(2)预加荷载幅值越高,抗剪加固效果就越差。加固参考梁的极限承载力较未加固梁增幅了 22.51%,预载80%Pu加固梁的极限承载力较未加固梁增幅了 10.61%。同级荷载下,预加荷载幅值越高,其挠度、钢筋及FRP刚性网格应变降低幅度越小。随着预加荷载幅值的增加,FRP刚性网格将越早进入工作状态。当预加荷载幅值达到50%Pu及以上后,随着预损伤程度的增加,其FRP刚性网格应变波动幅度变大,剥离程度也较明显。(3)对于三种粘贴方式的加固梁,全部满贴FRP刚性网格加固梁的加固效果优于弯剪区横贴及斜贴,其中弯剪区45°斜贴FRP刚性网格加固梁抗形变能力及刚度最次。相比全部满贴FRP刚性网格加固梁,弯剪区粘贴FRP刚性网格的方式对斜裂缝倾角有一定影响。(4)本文考虑FRP刚性网格—ECM加固梁中主要由混凝土、箍筋、FRP刚性网格进行抗剪受力,将三者抗剪贡献基于桁架—拱理论模型及引进预损伤影响系数δ推导二次受力下FRP刚性网格—ECM加固RC梁抗剪计算公式,将理论值与实验值进行对比,发现计算值颇为保守。

关键词： FRP刚性网格环氧树脂砂浆二次受力抗剪承载力理论推导

二次受力下外包钢筋RPC加固钢梁抗剪性能研究

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铁道科学与工程学报 2021年第11期18卷 2979-2987页

作者：卜良桃刘伟湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为研究二次受力下新型材料加固钢梁的抗剪性能,进行5根活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)四面包围加固足尺钢梁和1根对比钢梁抗剪试验。研究外包RPC对钢梁二次受力承载力和刚度的影响,分析剪跨比、初始荷载和含钢率对加固... 详细信息

为研究二次受力下新型材料加固钢梁的抗剪性能,进行5根活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)四面包围加固足尺钢梁和1根对比钢梁抗剪试验。研究外包RPC对钢梁二次受力承载力和刚度的影响,分析剪跨比、初始荷载和含钢率对加固效果的影响,并运用有限元数值模拟进行对比验证。研究结果表明:各加固试件均发生剪压破坏,型钢与外包RPC界面未发生黏结滑移破坏,协同工作性能良好。加固钢梁抗剪承载力最大提高幅度达到2.8倍。外包RPC对含钢量较大的截面加固效果更好。较大的初始荷载和剪跨比(1.4~1.8范围内)对加固钢梁承载力提高幅度反而减小。考虑RPC抗压强度折减提出二次受力下钢筋RPC外包型钢梁抗剪承载力拟合公式,计算值与试验值吻合较好,可供工程设计参考。

关键词：二次受力活性粉末混凝土加固抗剪承载力折减系数