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cfrp加固地铁车站结构中柱地震损伤评价研究

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岩土工程学报 2020年第12期42卷 2249-2256页

作者：马超王作虎路德春杜修力北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京102616 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

FRP(纤维增强复合材料)能够在不显著改变钢筋混凝土柱侧向刚度的情况下,改善柱子的侧向变形能力,而地铁车站结构地震反应的强烈程度取决于土–结构相对刚度比,因此采用FRP加固地铁车站结构中柱,能够在不影响车站结构整体地震反应的情况... 详细信息

FRP(纤维增强复合材料)能够在不显著改变钢筋混凝土柱侧向刚度的情况下,改善柱子的侧向变形能力,而地铁车站结构地震反应的强烈程度取决于土–结构相对刚度比,因此采用FRP加固地铁车站结构中柱,能够在不影响车站结构整体地震反应的情况下,减小地震引起的中柱损伤。开展了cfrp(碳纤维增强复合材料)加固混凝土柱的抗震性能试验,分析了cfrp对钢筋混凝土柱侧向刚度和变形能力的影响规律。采用试验结果验证了数值模型的合理性,并研究了不同轴压下cfrp加固柱的侧向变形能力。采用三维非线性时域显式整体分析方法,模拟获得了cfrp加固地铁车站结构的地震反应,分析了地震作用过程中结构中柱的变形行为。基于改进的Park-Ang模型,评价了加固柱与非加固柱的地震损伤程度。研究结果表明,在地震PGA介于0.3g^0.4g时,地铁车站结构下层加固柱在震后处于易修复或可修复状态,而非加固柱处于难修复或不可修复状态。

关键词：地铁车站 cfrp加固地震反应抗震试验损伤评价

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cfrp加固既有损伤RC板梁抗弯试验研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2018年第12期51卷 1246-1252页

作者：龚永智刘梦婷李欢谭涛中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程试验室长沙410075

论文主要对4块已使用57年的混凝土板梁和2块与既有板梁同尺寸、同配筋率的新浇板梁进行抗弯承载力试验研究.试验中对3块既有板梁和1块新板梁进行不同层数的cfrp加固,另外两块板梁不加固.试验结果表明:既有RC板梁承载力降低主要由钢筋与... 详细信息

论文主要对4块已使用57年的混凝土板梁和2块与既有板梁同尺寸、同配筋率的新浇板梁进行抗弯承载力试验研究.试验中对3块既有板梁和1块新板梁进行不同层数的cfrp加固,另外两块板梁不加固.试验结果表明:既有RC板梁承载力降低主要由钢筋与混凝土黏结力下降和混凝土微损伤所致;cfrp加固能有效提高既有板梁的抗弯承载力性能,粘贴1、2和3层时其承载力提高幅度分别为21.03%,、41.54%,和69.23%,;cfrp加固能有效抑制试验板梁裂缝的发展,改善其破坏形态.试验结果与规范计算值对比分析表明:在钢筋锈蚀率不大于1.0%,的前提下,现行规范和规程可应用于既有微损伤RC受弯构件的加固设计.

关键词： cfrp加固既有板梁抗弯性能规范

cfrp加固桥梁RC短柱远程协同拟动力实验

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湖南大学学报（自然科学版） 2008年第11期35卷 6-11页

作者：蔡新江田石柱王大鹏肖岩范云蕾哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 南加州大学土木工程系洛杉矶CA90089-2531

针对已建的不能满足现有抗震规范设计要求的桥梁圆截面钢筋混凝土短柱,通过FRP加固后并在恒定轴力作用下,利用NetSLab实验平台进行国内首次整桥的远程协同拟动力实验.分析了2根cfrp加固剪切柱在地震荷载作用下的破坏现象、延性及耗能等... 详细信息

针对已建的不能满足现有抗震规范设计要求的桥梁圆截面钢筋混凝土短柱,通过FRP加固后并在恒定轴力作用下,利用NetSLab实验平台进行国内首次整桥的远程协同拟动力实验.分析了2根cfrp加固剪切柱在地震荷载作用下的破坏现象、延性及耗能等.结果表明:cfrp加固不仅阻止了短柱的脆性剪切破坏,而且使破坏模式转化为延性弯曲破坏,使构件具有了稳定的滞回性能及耗能能力,有效地改善了短柱的抗震性能.

关键词：桥梁钢筋混凝土短柱 cfrp加固远程协同拟动力实验 NetSLab

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cfrp加固对冻融再生混凝土短柱承载能力的影响

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建筑材料学报 2019年第3期22卷 451-458,466页

作者：何媛媛武丽董江峰王清远四川大学新能源与低碳技术研究院四川成都610065 四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065 国家电网山西送变电工程有限公司山西太原030006 四川大学建筑与环境学院四川成都610065

为减小冻融循环对再生混凝土力学性能的影响,提高严寒地区再生混凝土的耐久性能,系统研究了冻融循环作用下再生粗骨料替代率、冻融碳纤维布(cfrp)加固作用顺序对再生混凝土短柱试件承载能力的影响.结果表明:冻融循环作用使再生混凝土短... 详细信息

为减小冻融循环对再生混凝土力学性能的影响,提高严寒地区再生混凝土的耐久性能,系统研究了冻融循环作用下再生粗骨料替代率、冻融碳纤维布(cfrp)加固作用顺序对再生混凝土短柱试件承载能力的影响.结果表明:冻融循环作用使再生混凝土短柱试件极限承载力大幅降低,cfrp加固可以使再生粗骨料替代率为0%,50%和100%的再生混凝土短柱试件极限承载力分别提高到冻融前试件极限承载力的1.514,1.502和2.088倍,cfrp加固不仅可以大幅提高再生混凝土的抗冻融损伤性能,还可以有效修复、弥补冻融损伤再生混凝土的承载能力;先cfrp加固后冻融试件的承载能力优于先冻融后cfrp加固试件.用cfrp加固混凝土短柱的环箍力轴向应变关系、混凝土单轴受压主动侧限本构关系和cfrp加固下的混凝土被动侧限本构关系建立了适用于冻融循环与cfrp加固共同影响下的再生混凝土短柱试件极限承载力公式.

关键词：再生混凝土冻融循环 cfrp加固力学性能

cfrp加固混凝土梁抗弯极限承载力的计算分析

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哈尔滨工业大学学报 2002年第3期34卷 312-314,319页

作者：王荣国代成琴刘文博张晓晶哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 黑龙江省信息中心黑龙江哈尔滨150036

分析碳纤维加固梁的受力特征、确定其极限承载力 ,是加固工程的首要问题 .通过对已承载结构的分析 ,发现其存在二次受力问题 ,即cfrp滞后现象 .为此 ,在计算加固梁的抗弯极限承载力时 ,引入了cfrp强度发挥系数概念 ,并在确定加固梁极限... 详细信息

分析碳纤维加固梁的受力特征、确定其极限承载力 ,是加固工程的首要问题 .通过对已承载结构的分析 ,发现其存在二次受力问题 ,即cfrp滞后现象 .为此 ,在计算加固梁的抗弯极限承载力时 ,引入了cfrp强度发挥系数概念 ,并在确定加固梁极限弯矩的基础上 ,建立了极限弯矩与cfrp厚度的关系式 .研究结果表明 :对已承载结构 ,为提高加固效率 ,在加固前应尽量卸载 ;加固用cfrp厚度存在临界值t0 ,当cfrp厚度超过临界值t0 时 ,对加固结构不但无益。

关键词： cfrp加固混凝土梁碳纤维加固结构极限承载力计算分析影响因素极限弯矩加固层厚度

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cfrp加固前后桥梁构件超载疲劳试验研究

浙江大学学报（工学版） 2012年第9期46卷 1585-1591页

作者：孙晓燕徐冲王海龙褚霁芳浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 中国汉嘉设计集团股份有限公司浙江杭州310005 中国建筑股份有限公司北京100048

为了精确评估桥梁服役期间超载运营引发的疲劳损伤和失效风险,在对车辆荷载调查的基础上开展了采用碳纤维布(cfrp)加固前后桥梁构件的疲劳试验,分别模拟了一般超载运营、严重超载运营和组合超载运营状态,测试了结构构件超载运营后的承... 详细信息

为了精确评估桥梁服役期间超载运营引发的疲劳损伤和失效风险,在对车辆荷载调查的基础上开展了采用碳纤维布(cfrp)加固前后桥梁构件的疲劳试验,分别模拟了一般超载运营、严重超载运营和组合超载运营状态,测试了结构构件超载运营后的承载能力,并对超载运营中的截面应变、裂缝形态、最大裂缝宽度和挠度等参数随超载循环次数的变化规律进行了监测.试验表明:超载运营对桥梁结构的影响主要以疲劳损伤的形式体现,且影响结构的变形能力;单纯衡量结构构件的承载能力不能反映结构的真实服役状态.在模拟超载的低周高应力循环作用下,截面应变随着疲劳次数的增加而持续增长,可近似满足平截面假设.超载运营下桥梁构件的疲劳性能应以钢筋应变和跨中挠度为主要控制指标.

关键词：构件超载服役桥梁疲劳损伤 cfrp加固低周疲劳

cfrp加固含混合型边裂纹钢板的疲劳性能试验研究

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建筑结构学报 2021年第2期42卷 206-212页

作者：陈涛摇铖同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092 浙江绿城建筑设计有限公司浙江杭州310007

为研究碳纤维增强复合材料(cfrp)对含初始边裂纹钢板疲劳性能的改善效果,使用MTS试验机对未加固及cfrp材料加固后的含边裂纹钢板进行疲劳试验,比较了裂纹形式、钢板初始损伤度、cfrp粘贴面以及cfrp材料种类(cfrp布与cfrp板)对钢板疲劳... 详细信息

为研究碳纤维增强复合材料(cfrp)对含初始边裂纹钢板疲劳性能的改善效果,使用MTS试验机对未加固及cfrp材料加固后的含边裂纹钢板进行疲劳试验,比较了裂纹形式、钢板初始损伤度、cfrp粘贴面以及cfrp材料种类(cfrp布与cfrp板)对钢板疲劳寿命的影响。共设计制作了3个未加固试件、3个cfrp布双面加固试件、3个cfrp布单面加固试件以及2个cfrp板双面加固试件。试验中利用改进的变角度加载装置,得到I型边裂纹试件与I/II混合型边裂纹试件,比较cfrp材料对含I型边裂纹及I/II混合型边裂纹试件疲劳寿命的改善效果。结果表明:双面粘贴cfrp材料能够极大提高含裂纹钢板的疲劳寿命,而单面粘贴cfrp的加固效果远不如双面粘贴的加固效果;cfrp布与cfrp板在相似补强率下对钢板疲劳寿命的改善效果相近;cfrp材料对含I型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果优于对含I/II混合型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果;双面粘贴cfrp布对钢板疲劳寿命的改善效果会随着初始损伤度的增大而增强。

关键词：钢板 cfrp加固混合型边裂纹疲劳试验疲劳性能

cfrp加固火灾作用后圆钢管混凝土构件的侧向撞击性能研究

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工程力学 2021年第8期38卷 178-191页

作者：纪孙航王文达鲜威兰州理工大学土木工程学院兰州730050 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室兰州730050

建立了火灾作用后和碳纤维增强复合材料(cfrp)加固受火后圆钢管混凝土构件的侧向撞击数值模型,通过不同试验分别验证了模型的准确性。分析了加固受火后构件的撞击全过程,对比了构件的撞击力、跨中挠度和截面弯矩。对构件的抗撞击承载力... 详细信息

建立了火灾作用后和碳纤维增强复合材料(cfrp)加固受火后圆钢管混凝土构件的侧向撞击数值模型,通过不同试验分别验证了模型的准确性。分析了加固受火后构件的撞击全过程,对比了构件的撞击力、跨中挠度和截面弯矩。对构件的抗撞击承载力和抗弯承载力,塑性变形和吸能能力,以及内力分布与发展进行了分析,并给出构件在撞击荷载作用下跨中最大挠度简化计算公式,最后讨论了cfrp加固方式对受火后构件撞击性能的影响。结果表明:采用cfrp加固受火后构件的撞击力平台值和平均截面弯矩提高,跨中挠度和撞击持续时间明显减小,cfrp加固对构件的抗撞击性能和抗弯能力提升显著;构件的抗撞击承载力、抗弯承载力和吸能能力随着受火时间的增加逐渐降低;构件在跨中产生不同程度的塑性变形,其主要通过形成塑性铰吸收能量;在峰值阶段构件的弯矩和剪力分布形态与相应静态荷载作用时差异明显,但在平台阶段时其分布形态与静态荷载作用时一致;简化计算公式可以很好地计算构件撞击后的跨中最大挠度,cfrp加固方式对受火后构件的抗撞击性能影响明显。

关键词：圆钢管混凝土火灾作用后数值模拟侧向撞击 cfrp加固抗撞击性能

cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力分析

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建筑结构学报 2021年第8期42卷 73-83页

作者：熊川楠邵永波陈振明西南石油大学土木工程与测绘学院四川成都610500 中建科工集团有限公司广东深圳518000

为研究cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱的屈服承载力,首先推导cfrp加固非承载状态下圆钢管混凝土短柱的屈服承载力,进而对cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力的计算式进行了推导。建立了非承载状态下圆钢管混凝... 详细信息

为研究cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱的屈服承载力,首先推导cfrp加固非承载状态下圆钢管混凝土短柱的屈服承载力,进而对cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力的计算式进行了推导。建立了非承载状态下圆钢管混凝土的有限元模型,通过已有试验结果,验证了有限元建模方法的有效性。采用该方法对不同参数的cfrp加固承载状态下圆钢管混凝土短柱建立有限元模型,有限元模拟的屈服承载力与理论计算结果吻合良好,证明了理论公式的准确性。基于所建立的有限元模型和提出的理论公式,分析不同承载率、不同钢管厚度和不同cfrp加固层数等因素对轴压短柱屈服承载力的影响。结果表明:初始承载率影响cfrp的约束效果,屈服承载力随着初始承载率的提高而降低,而cfrp层数的增加则放大了这种效应;增加cfrp加固层数可以有效提高承载状态下构件的屈服承载力,cfrp加固承载状态下圆薄壁钢管混凝土轴压短柱性能更优。

关键词：圆钢管混凝土 cfrp加固承载状态理论公式有限元模型屈服承载力