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活性粉末混凝土面层加固砖砌体柱受压力学性能试验研究

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工业建筑 2018年第9期48卷 193-197页

作者：黄斌杨克家李桅戴涛温州大学建筑工程学院

活性粉末混凝土（RPC）是一种新型超高性能水泥基材料。利用RPC高性能，提出采用外包RPC面层加固砖砌体柱的方法，并对l根未加固砖砌体柱和4根RPC面层加固砖砌体柱进行轴心受压试验，同时利用ABAQUS软件对试验过程进行模拟，将模拟结果... 详细信息

活性粉末混凝土（RPC）是一种新型超高性能水泥基材料。利用RPC高性能，提出采用外包RPC面层加固砖砌体柱的方法，并对l根未加固砖砌体柱和4根RPC面层加固砖砌体柱进行轴心受压试验，同时利用ABAQUS软件对试验过程进行模拟，将模拟结果与试验结果进行了对比。试验及数值分析结果表明：RPC面层与砖柱具有良好的黏结性能，采用RPC面层加固砖砌体柱能够有效地抑制柱体开裂和破坏，提高砖砌体柱的延性和极限承载力，改善砖砌体柱受压脆性破坏模式。

关键词：活性粉末混凝土砖砌体柱加固轴心受压有限元分析

环向预应力碳纤维加固矩形截面砖砌体柱受压性能研究

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环向预应力碳纤维加固矩形截面砖砌体柱受压性能研究

作者：张植宣福州大学

学位级别：硕士

外粘碳纤维材料为目前广泛应用的一种结构加固方法,它不改变原构件的截面尺寸、施工方便、工期较短,并能有效提高结构的承载力和延性等性能。然而,该方法只能被动地提供约束。实际工程通常只能采用持载加固,加固结构存在明显的应力滞后... 详细信息

外粘碳纤维材料为目前广泛应用的一种结构加固方法,它不改变原构件的截面尺寸、施工方便、工期较短,并能有效提高结构的承载力和延性等性能。然而,该方法只能被动地提供约束。实际工程通常只能采用持载加固,加固结构存在明显的应力滞后现象,降低碳纤维材料的利用率,影响加固效果。若在碳纤维中施加预应力则能够变被动约束为主动约束,获得更好的加固效果。目前针对预应力碳纤维的研究主要集中于钢筋混凝土梁抗弯加固方面,有关预应力碳纤维条带加固柱结构的研究较少。本文采用试验研究和理论分析相结合的方法,对预应力碳纤维条带加固矩形截面砖砌体柱在轴压荷载作用下的性能进行研究,具体完成了以下工作:(1)提出一种环向预应力碳纤维条带加固柱结构的张拉锚固方法,通过试验验证其有效性和可行性;完成了不同影响因素下5组碳纤维条带的张拉,研究了碳纤维转角应力损失、放张应力损失以及碳纤维短期应力松弛损失,分析了不同倒角半径、不同预应力水平对应力损失的影响;提出减小预应力碳纤维应力损失的措施。(2)完成了 1根未加固砖砌体柱以及10根不同预应力水平下考虑端部负载的碳纤维布约束砖砌体柱的轴心受压试验,研究了普通外粘碳纤维布与预应力碳纤维布约束砖砌体柱轴心受压性能,分析总结了普通外粘碳纤维布加固柱与预应力碳纤维布加固柱的破坏过程、破坏形态及破坏机理。(3)综合考虑碳纤维条带中预应力、试件端部负载水平、砌体密度、砌体强度、碳纤维材料属性等参数的影响,提出了预应力碳纤维条带加固砖砌体柱轴心受压强度计算模型,并利用试验结果对计算模型的有效性进行验证;对预应力碳纤维条带加固柱结构的施工要点进行总结和讨论。

关键词：砖砌体柱预应力碳纤维加固主动约束受压性能计算模型

外包角钢加固砖砌体柱受压性能及环箍效应分析

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外包角钢加固砖砌体柱受压性能及环箍效应分析

作者：罗亮福州大学

学位级别：硕士

外包角钢加固法是一种相对成熟的砌体结构柱的加固方法,它不改变原构件的截面尺寸、施工方便、工期较短,并有效提高加固构件的承载能力、截面刚度和延性等性能。外包角钢加固砖砌体柱的受压承载力通常认为是钢构架承载力和原砌体柱承载... 详细信息

外包角钢加固法是一种相对成熟的砌体结构柱的加固方法,它不改变原构件的截面尺寸、施工方便、工期较短,并有效提高加固构件的承载能力、截面刚度和延性等性能。外包角钢加固砖砌体柱的受压承载力通常认为是钢构架承载力和原砌体柱承载力之和,不考虑二者相互作用。然而,实际工程中通常在角钢肢和砌体柱接触面间采用环氧树脂材料或者胶结水泥进行灌注。受到角钢约束的内部材料,存在明显的环箍效应,可以发挥更大的材料强度;同时内部砌体为钢构架提供水平支撑,钢构架的稳定性能得到改善。本文主要采用数值模拟和理论分析对外受压包角钢加固砖砌体柱的受力机理性能进行研究,主要分析环箍效应对内部砌体承载力和内部砌体对角钢局部稳定性能的改善,具体完成以下主要工作:(1)利用大型有限元分析软件ANSYS,考虑材料非线性本构关系和角钢与砌体结构之间的接触行为,建立外包角钢砌体柱三维有限元分析模型。通过对已有试验进行分析和结果比较,验证了所建模型的有效性。(2)采用上述有限元模型,对不同角钢厚度、长细比、截面尺寸、角钢强度、砌体强度、缀板间距、偏心距的外包角钢砌体柱的受力过程和受力机理进行分析,研究不同参数对试件极限承载力、延性和横向变形等力学性能的影响。(3)根据有限元分析结果,对不同参数试件的环箍效应进行分析,拟合得到外部角钢约束下砌体强度计算公式。在此基础上,推导出外包角钢加固砌体柱的轴压承载力计算公式。通过和规范公式以及数值结果的比较表明,所提承载力公式考虑了外部角钢与内部混凝土的相互作用机理,具有更高的计算精度。(4)考虑内部砌体的抗压和粘结刚度系数,采用能量法对外包角钢的局部屈曲性能进行理论分析,运用势能驻值原理推导角钢屈曲系数的表达式,揭示内部砌体的抗压、粘结刚度系数对局部屈曲系数的影响规律。

关键词：砖砌体柱外包角钢加固环箍效应受压性能承载力计算

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外包角钢加固砖砌体柱轴心受压尺寸影响研究

外包角钢加固砖砌体柱轴心受压尺寸影响研究

作者：乔墩东南大学

学位级别：硕士

砖砌体结构在我国分布广泛,但砖砌体构件存在强度低、抗震性能差等缺点,往往需要对其进行加固以满足安全性要求。抗压强度是砖砌体最重要的基本力学性能之一,砖砌体构件的几何尺寸或大或小,砖砌体的抗压强度是否受到构件尺寸变化的影响... 详细信息

砖砌体结构在我国分布广泛,但砖砌体构件存在强度低、抗震性能差等缺点,往往需要对其进行加固以满足安全性要求。抗压强度是砖砌体最重要的基本力学性能之一,砖砌体构件的几何尺寸或大或小,砖砌体的抗压强度是否受到构件尺寸变化的影响值得探究。另一方面,外包角钢加固技术是一种对砖砌体柱加固的成熟技术,但外包角钢加固砖砌体柱的轴心受压承载力计算方法研究依然较少,且尺寸变化对组合柱的轴心受压承载力影响也尚不明确。为此,有必要对外包角钢加固砖砌体柱轴心受压性能的尺寸影响开展研究。本文设计并完成了12根不同尺寸方形未加固砖砌体柱及外包角钢加固砖砌体柱的轴心受压试验,分析了试件的破坏特征、荷载-位移曲线、名义峰值应力、名义峰值应变、角钢及缀板的应变等。研究结果表明:在保持试件高宽比为3的前提下,增大未加固砖砌体柱的截面尺寸对轴心抗压强度几乎没有影响,名义峰值应变呈先上升后下降的趋势;外包角钢加固能够大幅提高砖砌体柱的轴心抗压承载力和变形能力。在截面含钢率、体积配箍率和高宽比相同的情况下,相较于未加固试件,边长为240mm的小尺寸组合砖砌体柱、边长为370mm中尺寸组合砖砌体柱、边长为490mm大尺寸组合砖砌体柱的轴压承载力分别提高了234.7%、152.3%和176.9%,初始轴向刚度分别提高了112.1%、238.0%和76.2%。不同尺寸的组合砖砌体柱名义峰值应力和名义峰值应变也并不相同。相较于小尺寸组合砖砌体柱,中尺寸组合砖砌体柱和大尺寸组合砖砌体柱名义峰值应力分别下降了23.9%和20.1%,名义峰值应变分别下降了17.6%和35.3%。在试验研究的基础上,基于Mander约束混凝土模型中有效约束区域的概念,分析了外包角钢加固砖砌体柱的约束机理,推导了外包角钢加固砖砌体柱中有效约束区域的计算方法以及相应的有效约束系数。基于变形协调等假设,得到了砖砌体柱所受侧向约束应力的计算方法。结合侧向约束下峰值强度的计算公式,并考虑了角钢的利用系数以及柱体的初始状态,得到了外包角钢加固砖砌体柱的轴心受压承载力计算式。最后,使用ABAQUS建立了可靠的有限元模型,并进行了拓展分析。有限元模拟和理论结果表明:在外包角钢加固砖砌体柱中,改变缀板厚度对轴心受压承载力影响不大;适当增加缀板高度能够小幅提高轴心受压承载能力,减小缀板间距对提高轴心受压承载力的效果最为显著。基于所提计算式,对组合柱用钢量进行了分析,给出了各种状况下外包角钢加固不同尺寸砖砌体柱的最小用钢量方案。

关键词：砖砌体柱尺寸变化外包角钢加固受压性能

玻璃纤维布包裹加固砖柱轴压试验研究与极限承载力分析

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建筑结构学报 2009年第2期30卷 136-142页

作者：黄奕辉陈华艳罗才松华侨大学土木工程学院福建泉州362021 福建工程学院土木工程系福建福州350007

为了研究纤维增强材料包裹加固砖柱的轴压性能,进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)布全长包裹加固砖砌体柱和12个(4组)未加固砖柱的轴压试验,探讨了GFRP布黏贴层数、试件长宽比、未加固试件轴压强度以及倒角半径等因素对加固效果的影响。... 详细信息

为了研究纤维增强材料包裹加固砖柱的轴压性能,进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)布全长包裹加固砖砌体柱和12个(4组)未加固砖柱的轴压试验,探讨了GFRP布黏贴层数、试件长宽比、未加固试件轴压强度以及倒角半径等因素对加固效果的影响。试验结果表明,由于GFRP布的约束作用,延缓了砖柱初始裂缝的出现,采用GFRP布包裹加固砖柱能明显提高轴压极限强度与峰值应变,加固后试件的极限强度与黏贴层数呈线性关系。在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,提出了玻璃纤维布包裹加固砖柱的轴压极限强度与峰值应变的计算公式,计算结果和试验结果吻合较好。

关键词：玻璃纤维包裹加固砖砌体柱轴压极限强度峰值应变有效约束区

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玻璃纤维片材等间距加固砖柱的轴压试验研究

建筑科学 2008年第5期24卷 43-46页

作者：黄奕辉罗才松陈华艳王全凤华侨大学土木工程学院福建泉州362021 福建工程学院土木工程系福州350007

随着新材料的不断出现,新的建筑物加固方法也不断推出,纤维增强塑料(FRP)在土木工程领域的应用就是一例。本文进行了17个(六组)玻璃纤维(GFRP)片材等间距包裹加固砖砌体柱和六个(二组)对比砖柱的轴压试验。试验结果表明:这种加固方式能... 详细信息

随着新材料的不断出现,新的建筑物加固方法也不断推出,纤维增强塑料(FRP)在土木工程领域的应用就是一例。本文进行了17个(六组)玻璃纤维(GFRP)片材等间距包裹加固砖砌体柱和六个(二组)对比砖柱的轴压试验。试验结果表明:这种加固方式能在不同程度提高砖柱承载力的同时,还能十分有效提高砖柱的极限应变,对提高砖柱的抗压刚度与砖柱的延性发挥了很好的作用。

关键词：玻璃纤维片材加固砖砌体柱等间距

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玻璃纤维加固砖柱试验

建筑科学与工程学报 2008年第1期25卷 65-69页

作者：罗才松福建工程学院土木工程系福建福州350007

进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)片材全长包裹砖砌体柱和9个(3组)对比砖柱的轴压试验,探讨了GFRP片材黏贴层数、试件截面尺寸、砂浆强度及倒角半径等参数对加固效果的影响;在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,重点分析了截面... 详细信息

进行了42个(14组)玻璃纤维(GFRP)片材全长包裹砖砌体柱和9个(3组)对比砖柱的轴压试验,探讨了GFRP片材黏贴层数、试件截面尺寸、砂浆强度及倒角半径等参数对加固效果的影响;在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,重点分析了截面尺寸对加固效果的影响。试验结果表明:由于GFRP片材的约束作用,延缓了砖柱初始裂缝的出现,加固后试件的极限强度与黏贴层数呈线性关系,采用GFRP片材包裹加固砖柱能明显提高轴压极限强度与峰值应变。

关键词：玻璃纤维加固试验砖砌体柱轴压极限强度有效约束区

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截面尺寸对玻璃纤维包裹加固砖柱效果的影响

福建工程学院学报 2010年第3期8卷 214-217页

作者：陈华艳罗才松黄奕辉杨枫薛雷福建工程学院土木工程系福建福州350108 华侨大学土木工程学院福建泉州362021

为研究截面尺寸对玻璃纤维加固砖柱轴压性能的影响,进行了39个(13组)不同截面尺寸的砖砌体柱经玻璃纤维增强材料全长包裹加固后的轴心受压试验,分析了试件截面尺寸、砂浆强度以及黏贴层数等因素对加固后试件极限强度的影响。试验结果表... 详细信息

为研究截面尺寸对玻璃纤维加固砖柱轴压性能的影响,进行了39个(13组)不同截面尺寸的砖砌体柱经玻璃纤维增强材料全长包裹加固后的轴心受压试验,分析了试件截面尺寸、砂浆强度以及黏贴层数等因素对加固后试件极限强度的影响。试验结果表明:这种加固方式能不同程度提高砖柱的极限承载力,极限强度随加固层数线性变化。参照FRP加固混凝土柱的基本原理,建立了FRP加固砖柱的有效约束区与非有效约束区。

关键词：砖砌体柱玻璃纤维包裹加固截面尺寸

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玻璃纤维条带加固砖柱的轴压试验

福建工程学院学报 2013年第1期11卷 19-23页

作者：罗才松黄奕辉福建工程学院土木工程学院福建福州350118 华侨大学土木工程学院福建泉州362021

为了研究纤维增强材料加固砖柱的轴压性能,进行了17个(6组)玻璃纤维增强材料条带加固砖砌体柱的轴心受压试验。试验结果表明:这种加固方式能不同程度提高砖柱的承载力,还能有效地提高砖柱的峰值应变与极限应变,同时,对改善砖柱的抗压刚... 详细信息

为了研究纤维增强材料加固砖柱的轴压性能,进行了17个(6组)玻璃纤维增强材料条带加固砖砌体柱的轴心受压试验。试验结果表明:这种加固方式能不同程度提高砖柱的承载力,还能有效地提高砖柱的峰值应变与极限应变,同时,对改善砖柱的抗压刚度以及延性发挥了很好的作用。

关键词：玻璃纤维加固砖砌体柱延性